RAINWATER HARVESTING QUANTIFICATION AND PLANNING IN AN ARID REGION USING GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM AND REMOTE SENSING TECHNOLOGIES

Abstract

Perancangan untuk penuaian air hujan (RWH) berdasarkan beberapa penentu utama seperti kriteria hidrologi, alam sekitar, topografi, dan sosioekonomi adalah isu yang kompleks dan mengambil masa yang lama, terutamanya apabila melibatkan kawasan tadahan yang besar. Sistem Maklumat Geografi (GIS) dan teknologi penderiaan jauh (RS) membantu dan memudahkan perancangan RWH. Gurun Barat di Iraq adalah salah satu kawasan gersang terbesar yang mengalami masalah kekurangan air yang teruk, terutamanya disebabkan oleh keadaan cuaca dan kekurangan perancangan dan pengurusan sumber air. Struktur penuaian air hujan dianggap sebagai salah satu penyelesaian terbaik untuk memulihara sumber semulajadi yang bernilai di kawasan ini, yang mempunyai kesan langsung ke atas pembangunan sosioekonomi dan perkembangan ekosistem. Terdapat tiga objektif utama dalam kajian ini: (1) membangunkan satu kaedah untuk menganggarkan lengkung elevasi luas-isipadu (AVE) bagi takungan menggunakan Model Elevasi Digital (DEM) yang dijana daripada data Misi Topografi Radar Shuttle (SRTM) dan diintegrasi dengan GIS; (2) menentukan pengagihan kumpulan tanah hidrologi menggunakan model Rangkaian Neural Buatan (ANN) yang disepadukan dengan GIS, RS dan data tinjauan; dan (3) mengenalpasti, memilih, dan menentukan kedudukan struktur RWH yang berpotensi dengan mengintegrasikan RS dan GIS dengan teknik keputusan multi-kriteria. Kaedah GIS SRTM menghasilkan lengkung AVE yang boleh dipercayai dengan ralat relatif kurang daripada 20%. Di samping itu, kaedah ini menjimatkan masa dan memerlukan data yang minimum untuk menganalisis parameter ruang. Model ANN pelbagai-output dapat meramal pengagihan kumpulan tanah hidrologi di kawasan kajian dengan ketepatan yang baik. Prestasi model dinilai menggunakan pengelasan tanah yang dibangunkan oleh pusat Kajian Geologi Amerika Syarikat (USGS). Keputusan menunjukkan bahawa Ralat Punca Kuasa Dua Min (RMSE) bagi tanah liat, lumpur dan pasir masing-masing adalah 3.5%, 6.9% dan 9.3%. Tanah liat mempunyai koefisien korelasi tertinggi iaitu 0.8565 dan kedua-dua nilai yang diukur dan dianggar dikelaskan dalam kumpulan tanah hidrologi yang sama yang dibangunkan oleh USGS. Berdasarkan dua model yang dicadangkan di atas, satu lagi model telah dibangunkan untuk mengenalpasti, memilih dan menentukan kedudukan lokasi struktur RWH bagi kawasan yang luas. Empat indeks dipertimbangkan, iaitu Indeks Penyejatan, Indeks Kos-manfaat, Indeks Sedimen, dan Indeks Hidrologi. Empat kaedah kriteria pembolehubah iaitu Hierarki Analitik (AHP), Fuzzy-AHP, Kaedah Urutan Peringkat (ROM) dan Varians Songsang (VI) telah digunakan untuk proses penentuan kedudukan. Analisis kepekaan menunjukkan bahawa VI adalah kaedah terbaik untuk bidang kajian ini. Kajian ini menunjukkan bahawa penggunaan teknologi GIS dan RS untuk memilih tapak yang paling sesuai untuk struktur RWH di kawasan gersang, dengan pertimbangan yang komprehensif mengenai ciri-ciri dan keadaan kawasan kajian. Metodologi yang dicadangkan boleh digunakan di kawasan di mana ketersediaan data adalah terhad dan ia cepat, boleh dipercayai dan kos-berkesan