امکان سنجی احداث سد زیرزمینی در زیرحوضه های غرب استان سمنان با استفاده از تحلیل های سلسله مراتبی و سامانه اطلاعات جغرافیایی

مقدمه جمع آوری و ذخیره سازی آب با کمترین تلفات ازجمله اقدامات موثر برای توسعه منابع آب در نواحی با اقلیم خشک و نیمه خشک است. فناوری سد زیرزمینی، راهکاری مناسب برای توسعه منابع آب، در این گونه نواحی است. بندهای زیرزمینی سازه های زیرزمینی هستند که با اثرگذاری بر هیدرولیک جریان در محیط متخلخل، به منظور انسداد، انحراف یا کاهش جریان زیرزمینی، احداث می شوند. سد زیرزمینی با اهداف مختلف ازجمله، کنترل، مدیریت، حفاظت و توسعه منابع آب احداث می شوند. مهم ترین عامل در موفقیت استفاده از این فناوری و پایداری این سازه، انتخاب مناسب ترین مکان برای احداث آن با توجه به هدف، نحوه عملکرد و بهره برداری از آن است. دلیل عدم موفقیت و یا شکست در پروژه های سدسازی، اکثرا ناشی از مطالعات ناکافی در زمینه انتخاب مکان مناسب است.   مواد و روش ها محدوده مطالعاتی از زیرحوضه های غرب استان سمنان و از لحاظ موقعیت جغرافیایی، بین ۵۳ درجه و ۱۵ دقیقه تا ۵۴ درجه و ۲۰ دقیقه طول شرقی و ۳۵ درجه و ۲۰ دقیقه تا ۳۶ درجه عرض شمالی قرار دارد. این منطقه ازنظر ساختاری و موقعیت زمین شناسی در زون های البرز و ایران مرکزی واقع شده است. مساحت حوضه ۱۰۴.۹۱ کیلومترمربع است. حداکثر و حداقل ارتفاع حوضه ۱۶۴۳ و ۱۴۱۳ متر است. ازنظر ویژگی های هواشناسی، اقلیم منطقه، مدیترانه ای نیمه خشک است. میانگین بارندگی سالانه منطقه حدود ۱۰۰ میلی متر است. این بخش از استان به سه زیرحوزه آبخیز قابل تفکیک است. هندسه و توپوگرافی کنونی حوضه متاثر از وضعیت ساختارهای زمین شناسی، جنس و فرسایش پذیری سازندهای منطقه است. در سطح حوضه به علت کوهستانی بودن، فاقد سفره آب زیرزمینی آبرفتی بوده و منابع آب زیرزمینی محدود به آب زیرسطحی در آبرفت بستر آبراهه ها و یا آب سازند سخت است. بنابراین، سد زیرزمینی یکی از راهکارهای تامین آب در چنین شرایطی است. در این پژوهش، امکان سنجی احداث سد زیرزمینی در زیرحوضه های غرب استان سمنان، با استفاده از تحلیل های سلسله مراتبی و سامانه اطلاعات جغرافیایی، ارائه می شود. با توجه به ماهیت، عملکرد و اهداف سدهای زیرزمینی و براساس مرور منابع انجام شده، شرایط، مشخصه ها و معیارهای لازم در زمینه انتخاب مکان مناسب برای احداث این نوع سازه های هیدرولیکی زیرزمینی، مشخص شد. در این پژوهش، استخراج برخی معیارها و همچنین، تولید لایه های اطلااعاتی و تلفیق لایه ها و اعمال شروط انتخاب محل به صورت سلسله مراتبی، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام شده است.   نتایج و بحث کنترل و انسداد جریانات زیرسطحی در آبرفت های بستر آبراهه ها در سطح حوضه توسط سدزیرزمینی و ایجاد مخزن آب در محیط متخلخل و توسعه منابع آب، از راهکارهای توصیه شده برای تامین آب در نواحی خشک و نیمه خشک نظیر زیرحوضه های شمال غرب و غرب استان سمنان است. در این پژوهش، به منظور شناسایی نواحی دارای پتانسیل برای احداث این سازه زیرزمینی، از مشخصه ها و معیارهای لازم، ازجمله، شرایط زمین شناسی، هیدرولوژی، منابع آب، توپوگرافی و هندسه آبراهه، به عنوان مشخصه و معیارهای مکان یابی، برای منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. با استناد به این شرایط و معیارها، نواحی که فاقد معیارهای مناسب هستند، به عنوان نواحی فاقد پتانسیل برای احداث سد زیرزمینی، محسوب و حذف می شوند. بیشتر این مشخصه ها و معیارها، خروجی هایی هستند که از تصاویر ماهواره ای و نقشه های پایه نظیر، توپوگرافی، زمین شناسی و منابع آب و با دانش موجود در این زمینه و همچنین، تجربه کارشناسان خبره، به دست می آید. در این پژوهش، پس از انتخاب معیارهای مکان یابی، آنها به دو گروه معیارهای مطلق و معیارهای تصمیم گیر، تفکیک شدند. معیارهای مطلق، برای شناسایی نواحی پتانسیل دار حکم مساعد و نامساعد (صفر و یک) و حذفی را دارد. در گام بعد، معیارهای تصمیم گیر که در انتخاب محل، در یک بازه با درجه و ارزش خیلی مناسب تا نسبتا مناسب دخالت دارند، در اولویت بندی مکان و انتخاب گزینه های برتر با استفاده از متدولوژی سلسله مراتبی و گام به گام، در بستر GIS شرکت داده می شوند. در این مسیر، استفاده از توانایی های سیستم اطلاعات جغرافیایی در روی هم گذاری لایه ها، کار با توابع و جمع جبری وزن ها و امتیازات، سبب افزایش سرعت، سهولت و دقت کار خواهد شد.   نتیجه گیری نتایج پژوهش مشخص نمود، استفاده از متدولوژی سلسله مراتبی و گام به گام، در بستر تکنیک های نوین، نظیر GIS، می تواند سرعت و دقت در مطالعات مکان یابی که مطالعات در مقیاس منطقه ای است را افزایش دهد. در این روش، دقت در تعیین معیارها و نحوه وزن دهی و امتیازدهی آنها، ضریب اطمینان را در رسیدن به مناسب ترین محل هایی که نسبتا شامل تمامی شرایط باشند، بالا می برد. نتایج کار نشان داد که در متدولوژی سلسله مراتبی، با اعمال گام به گام معیارهای مطلق، به ترتیب اولویت و با حذف نواحی نامناسب، سبب کاهش سطح منطقه مورد مطالعه و افزایش تمرکز، به صورت مرحله ای خواهد شد. نتایج نشان داد که حدود ۲۰ درصد از آبراهه های سطح حوضه های غرب استان سمنان، دارای پتانسیل احداث سد زیرزمینی و ذخیره سازی و کنترل آب با کیفیت قابل قبول، هستند. در این حوضه بیشتر نواحی مستعد در آبراهه های رده ۴ و ۵ و بر روی سازندهای ماسه سنگی، آهکی و مارنی، جانمایی شده اند.

کلیدواژه ها:

پهنه بندی ، تراوایی سازند ، زمین شناسی ، معیارهای حذفی ، مکان یابی ، منابع آب