ارزیابی منابع آب زیر زمینی با استفاده از داده های ثقل سنجی ماهواره ای GRACE (مطالعه موردی: خراسان رضوی)

تعیین تغییرات ذخیره آب زیرزمینی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک موضوعی حیاتی به منظور مدیریت و برنامه ریزی منابع آب زیرزمینی می باشد. ماهواره GRACE با بهره گیری از تغییرات میدان گرانش زمین، تغییرات ذخیره آب را با قدرت تفکیک مکانی ۱ درجه تولید می نماید. در این پژوهش سعی شد تا در دو پیکسل یک درجه مربعی از استان خراسان رضوی که شامل کل مساحت و یا بخش هایی از ۶ آبخوان می باشند، با استفاده از داده های چهار مرکز پردازش اطلاعات ماهواره GRACE به نام های CENS، CSR، GFZ و JPL ، تغییرات سطح آب زیرزمینی ماهانه در بازه زمانی آگوست ۲۰۰۲ تا ژوئن ۲۰۱۶ مورد ارزیابی قرار گیرد. بهره گیری از مقادیر موجودیت آب زمین (TWS) تولید شده از داده‎های ماهواره GRACE، به همراه داده های رطوبت خاک، آب معادل برف و آب ذخیره شده در تاج پوشش گیاهان مستخرج از مدل GLDAS، که با رزولوشن مکانی ۱ درجه و به صورت ماهانه ارائه می گردند، تخمین تغییرات سطح آب زیرزمینی ماهانه را منتج می شوند. همچنین یک برآورد تغییرات ماهانه سطح آب زیرزمینی مدل GLDAS و در رزولوشن ۰/۲۵ درجه به منظور مقایسه با نتایج داده های ماهواره GRACE اخذ شد. داده های مشاهداتی که حاوی تغییرات سطح آب زیر زمینی ماهانه از چاه های پیزومتری منطقه مطالعاتی می باشند، جهت اعتبارسنجی نتایج مورد استفاده قرار گرفته شد. نتایج نشان می دهند که داده های GRACE(CENS) با ۱۴/۳۱۵ =RMSE و ۶۴۵/ ۱۲ = MAEدر واحد سانتی متر ضعیف ترین تخمین تغییرات سطح آب زیرزمینی را ارائه داده اند. در حالی که داده های GRACE(JPL)، با ۵/۷۰۸ RMSE = و ۵/۰۳۸ = MAE بهترین برآورد را نشان می دهند. لازم به بیان است که داده های مدل GLDAS با رزولوشن ۲۵/۰ درجه کهRMSE آن۳۵۰ /۲ سانتیمتر و MAE برابر ۱/۸۲۶ سانتیمتر می باشد، تخمین مناسب تری را نسبت به تمام انواع داده های GRACE ارائه نمودند. همچنین داده های GRACE(CSR) با ارائه یک روند ۰۸۹ /۰ – سانتیمتر در ماه، مطلوب ترین پیش بینی روند تغییرات ماهانه سطح آب زیرزمینی را نشان داد.

Keywords:

آب زیرزمینی , موجودیت آب زمین , ماهواره GRACE , مدل GLDAS