Ανίχνευση δυναμικής ζώνης υπόγειων υδάτων με βάση την τηλεπισκόπηση και GIS στην περιοχή Ariyalur, Tamil Nadu

Από RemoteSensing Wiki

Τίτλος:

Remote Sensing and GIS Based Groundwater Potential Zone Mapping in Ariyalur District, Tamil Nadu

Συγγραφείς:

Gnanachandrasamy, G, Yongzhang Zhou, Bagyaraj, M, Venkatramanan, S, Ramkumar, T, Shugong Wang

Πηγή:

Gnanachandrasamy, G, Yongzhang Zhou, Bagyaraj, M, Venkatramanan, S, Ramkumar, T, Shugong Wang. Remote Sensing and GIS Based Groundwater Potential Zone Mapping in Ariyalur District, Tamil Nadu, Journal Geology Society Of India, Vol.92, October 2018, pp.484-490 https://www.researchgate.net/publication/328042085_Remote_Sensing_and_GIS_Based_GroundwaterPotential_Zone_Mapping_in_AriyalurDistrict_Tamil_Nadu

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Υπάρχει μια αξιοσημείωτη και αυξανόμενη αίσθηση του επείγοντος καλού πόσιμου νερού σε σχέση με το επικείμενη λειψυδρία στην Ινδία. Λόγω της ταχείας εκβιομηχάνισης, του εκσυγχρονισμού και της αύξησης του πληθυσμού επηρεάζεται η έλλειψη και η ποιότητα του νερού τόσο στις αγροτικές όσο και στις αστικές περιοχές της Ινδίας. Η παραγωγή υδροφορέων και η καλή ποιότητα του νερού απαιτούν υψηλή προτεραιότητα για ποσοτική αξιολόγηση των υπόγειων υδάτων (Hyun et al. 2011). Το GIS θεωρείται μια ισχυρή τεχνική για τη διαχείριση χωρικών δεδομένων και τη λήψη αποφάσεων σε διάφορους τομείς γεωλογικών, υδρολογικών και περιβαλλοντικών επιστημών (Brunner et al. 2004; Hyun et al. 2011; Chowdhury et al. 2009; Goodchild, 1993; Rahmati et al. κ.λπ. 2014). Αυτή η τεχνική είναι ένα γρήγορο και οικονομικό εργαλείο για την παραγωγή πολύτιμων δεδομένων διαφόρων γεωλογικών στρωμάτων που βοηθούν στην αποκρυπτογράφηση της πιθανής ζώνης υπόγειων υδάτων. To κύριο θέμα αυτής της μελέτης είναι να οριοθετήσει την πιθανή ζώνη των υπόγειων υδάτων στην περιοχή Ariyalur του νότιου τμήματος της Ινδίας χρησιμοποιώντας την ενσωμάτωση του συστήματος γεωγραφικών πληροφοριών και της τηλεπισκόπησης.

ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ

Το Ariyalur (Εικ. 1) βρίσκεται στην πολιτεία Ταμίλ Ναντού της Ινδίας με έκταση 1.949 km2. Ο κύριος ποταμός είναι το Kollidam. Το κλίμα είναι ζεστό και στεγνό με τη χαμηλότερη θερμοκρασία 19,5 ° C και πολύ ζεστό τους μήνες Μάιο και Ιούνιο με θερμοκρασία 39,8° C. Εμφανίζεται βροχόπτωση από Νοέμβριο έως Δεκέμβριο υπό την επιρροή βορειοανατολικού μουσώνα, με μέση βροχόπτωση 825,6 mm. Γεωμορφολογικά, η περιοχή είναι χωρισμένη σε αλλουβιακή πεδιάδα, θαμμένα αετώματα με κάμπους. Σχέδιο αποχέτευσης της περιοχής κανονικά ακτινωτό και δενδριτικό.

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ

Η ταυτοποίηση της πιθανής ζώνης υπόγειων υδάτων γίνεται με την προετοιμασία βασικών χαρτών χρησιμοποιώντας ψηφιοποιημένους χάρτες τοπογραφικών της Ινδίας. Για την προετοιμασία του βασικού χάρτη το Arc map 9.3 χρησιμοποιήθηκε με επεκτάσεις εργαλείων χωρικής ανάλυσης της μεθόδου στάθμισης IDW. Δεύτερον, διάφορα θεματικά στρώματα όπως αποστράγγιση, κλίση, γεωλογία, γεωμορφολογία, έδαφος, βροχοπτώσεις, χάρτες γραμμής δημιουργήθηκαν από διάφορες πηγές. Τρίτον, κάθε θεματικό επίπεδο ταξινομείται σε διάφορους τύπους που χαρακτηρίζονται ως κλάσεις Για τον καθορισμό της πιθανής ζώνης των υπόγειων υδάτων, επικαλύπτονται όλα τα θεματικά στρώματα. Τα συνολικά βάρη διαφορετικών πολυγώνων στο ενσωματωμένο στρώμα προέκυψαν από την ακόλουθη εξίσωση για την επίτευξη του δείκτη δυναμικού υπόγειων υδάτων:

GWPI = ((GMw)(GMwi) + (GGw)(GGwi) + (DDw)(DDwi) + (LDw) (LDwi) + (RFw)(RFwi) + (SLw)(SLwi) + (STw)(STwi))

Όπου, το GWPI-Δείκτης υπογείων υδάτων, GM-γεωμορφολογία, RF-βροχόπτωση, GG-γεωλογία, DD-αποστράγγιση πυκνότητας, LD-Lineament πυκνότητα, SL- κλίση, ST-έδαφος τύπος, και ο συνδρομητής «w» και «wi» αναφέρονται στα κανονικοποιημένα βάρη στρώσης και στα κανονικοποιημένα βάρη σε κάθε θεματικό επίπεδο, αντίστοιχα.

Γεωλογία

Ο γεωλογικός χάρτης της παρούσας μελέτης ετοιμάστηκε με τη βοήθεια του λογισμικού Arc GIS και πολλές γεωλογικές δομές σημειώθηκαν και χαρτογραφήθηκαν με κατάλληλα σύμβολα.

Γεωμορφολογία

Ο γεωμορφολογικός χάρτης της περιοχής μελέτης έχει ετοιμαστεί από δορυφορικά δεδομένα LISS-III με τεχνικές οπτικής ερμηνείας. Κατατάσσεται σε τέσσερα στρώματα. Με βάση τις μορφές γης και τη χωρητικότητα κατακράτησης νερού κατατάσσεται σε όλα τα στρώματα.

Έδαφος

Το έδαφος είναι επίσης ένα από τους σημαντικούς παράγοντες για τον προσδιορισμό της πιθανής ζώνης υπόγειων υδάτων (Pankaj et al. 2016). Έξι τύποι εδάφους ταυτοποιήθηκαν και ταξινομήθηκαν. Σε κάθε τύπο εδάφους αποδίδεται στάθμιση βάσει των χαρακτηριστικών τους που σχετίζονται με τα υπόγεια ύδατα.

Αποχέτευση και πυκνότητα αποχέτευσης

Το σχέδιο αποστράγγισης οποιουδήποτε εδάφους καταδεικνύει ότι τα χαρακτηριστικά του έδαφος καθώς και υπόγειους σχηματισμούς. Στην περιοχή μελέτης, η πυκνότητα αποστράγγισης ταξινομείται σε πέντε κατηγορίες και κυμαίνεται από εξαιρετικά χαμηλή (<1) έως πολύ υψηλή (> 6).

Κλίση

Με βάση τον βαθμό κλίσης, η περιοχή ταξινομείται ως ήπια, μέτρια βαθιά, μέτρια, απότομη και πολύ απότομη κλίση.Οι απαλές πλαγιές θεωρούνται καλές δυνατότητες και ανατέθηκε η υψηλότερη κατάταξη 3. Σε περίπτωση απότομης και πολύ απότομης κλίσης με υψηλή απορροή επιφανείας, θεωρείται ότι έχουν χαμηλό δυναμικό υπόγειων υδάτων με χαμηλότερη κατάταξη 1.

Βροχόπτωση

Ο χάρτης βροχόπτωσης αυτής της μελέτης ετοιμάστηκε χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που ελήφθησαν από το Ινδικό Τμήμα Μετεωρολογίας (IMD) και το Τμήμα Δημόσιας Εργασίας (PWD), Chennai. Τα δεδομένα στη συνέχεια μεταφέρθηκαν σε περιβάλλον GIS και χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος χωρικής παρεμβολής IDW για τη λήψη του χάρτη βροχόπτωσης. Η κατανομή των βροχοπτώσεων μαζί με την βαθμίδα της κλίσης επηρεάζει εύκολα τον ρυθμό διείσδυσης του νερού απορροής, επομένως αυξάνει την πιθανότητα πιθανών ζωνών υπόγειων υδάτων (Magesh et al. 2012).

Οριοθέτηση πιθανής ζώνης υπόγειων υδάτων

Ο χάρτης δυναμικής ζώνης υπόγειων υδάτων προετοιμάστηκε με επικάλυψη σωρευτικού βάρους που αντιστοιχούσε σε όλα τα θεματικά στρώματα χρησιμοποιώντας τις σταθμισμένες τεχνικές επικάλυψης στο εργαλείο χωρικής ανάλυσης της μεθόδου IDW. Κατά τη διαδικασία της σταθμισμένης ανάλυσης επικάλυψης, κάθε θεματικό στρώμα έχει καταταχθεί κατά στάθμιση βάσει της ικανότητας συγκράτησης νερού. Υψηλότερα και χαμηλότερα βάρη δόθηκαν σε υψηλότερο και χαμηλό δυναμικό υπόγειων υδάτων, αντίστοιχα. Μετά την ανάθεση, η κατάταξη και το βάρο κάθε στρώματος προστέθηκαν και το άθροισμα ομαδοποιήθηκε σε πιθανή ζώνη υπόγειων υδάτων. Με βάση την σταθμισμένη ανάλυση επικάλυψης, η περιοχή μελέτης ταξινομήθηκε σε πέντε κατηγορίες (Πίνακας 1).

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η παρούσα μελέτη εστίασε σε μια πιθανολογική προσέγγιση που χρησιμοποίησε τόσο δορυφορικές εικόνες GIS όσο και RS για να βρει τις πιθανές ζώνες υπόγειων υδάτων στην περιοχή Ariyalur. Αυτές οι τεχνικές έδειξαν ότι, πολύ καλή πιθανή ζώνη υπογείων υδάτων εμφανίστηκε σε τμήματα βόρειων και κεντρικών τμημάτων του Jayamkondam και του Palur. Ενώ η καλή πιθανή ζώνη των υπόγειων υδάτων εμφανίστηκε στο βόρειο, νότιο και βορειοδυτικό τμήμα της περιοχής μελέτης. Αυτή η μελέτη είναι πολύ χρήσιμη για τον δημόσιο και τον κυβερνητικό τομέα για να γνωρίζει τη δυνητική ζώνη της βιώσιμης διαχείρισης και αξιοποίησης αυτής της περιοχής.