Investigation of Groundwater Level Variations in Shahdad Aquifer

Document Type : Original Article

Authors

1 Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman

2 Ph.D. Student, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman

3 Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman

Abstract

Numerical simulation of groundwater table variations can be an effective tool for water resources management. In this study, water table variations of Shahdad aquifer located in Kerman provience, were simulated using Groundwater Modeling System (GMS) software and MODFLOW model.Changes in the aquifer water level indicate a decrease in the aquifer in the northern, eastern, southern, and some central parts of the aquifer. The developed model was calibrated using the monthly water level measurements for the period of 2012-2013 and then validated using the monthly statistics for the water year 2015-2016. Aquifer properties including hydraulic conductivity, storage coefficient, and recharge rate were estimated by inverse modeling with PEST Code. The coefficient of determination for the validation stage was calculated as 0.95, demonstrating the good consistency of observed and predicted data and the ability of the model to predict future aquifer water table variations. A sensitivity analysis showed that the model is more sensitive to the well discharge than to surface recharge or hydraulic conductivity. Monthly reduction of discharge from wells by 30 percent can stop this phenamena.

Keywords


امیدی نیا انارکولی، ط.، میرعباسی نجف آبادی، ر. و طباطبائی، ح. 2016. بررسی نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت برخوار اصفهان با استفاده از نرم­افزار GMS. سومین کنفرانس بین‌المللی پژوهش در علوم و تکنولوژی. برلین. آلمان.
 امینی، ر.، فضل اولی، ر. و عمادی، ع. ۱۳۹۶. مدل‌سازی نوسانات سطح آب زیرزمینی در حالت غیر ماندگار با مدل ریاضی GMS (مطالعه موردی: آبخوان دشت بابل بابلسر). هفتمین همایش سراسری کشاورزی و منابع طبیعی پایدار. تهران. مرکز راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار. موسسه آموزش عالی مهر اروند.
بیات ورکشی، م.، و فصیحی، ر. 1396. مقایسه مدل عددی، روش‌های هوشمند عصبی و زمین‌آمار در تخمین سطح آب زیرزمینی. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی سال هجدهم. شماره 84.
جعفر زاده، ا.، خاشعی سیوکی، ع.، و شهیدی، ع. 1398. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر سطح آب زیرزمینی با استفاده از مدل مفهومی بیلان )مطالعه موردی: دشت بیرجند(. مجله­ی مهندسی منابع آب. سال یازدهم.
خیاط خلقی، م. 1381. تهیه مدل مفهومی آبخوان سیاه کوه یزد. نشریه بیابان. دوره هفتم. شماره دوم. صفحه 45 -54.
ذاکری نیری، م.، سلطانی، ش.،و  دبداب، ب. 1396. شبیه­سازی عددی سفره­های آب زیرزمینی با استفاده از MODFLOW مطالعه موردی: آبخوان دشت زنجان. مجله مدیریت سامانه­های منابع آب. سال اول. شماره 3. صفحه 56-78.
رستمی راوری، ا.، و ابراهیمی تولکانی، ن.1394. بررسی تخریب بند انحرافی بتنی رودخانه شهداد و راهکارهای مقابله با تخریب. کنفرانس بین‌المللی پژوهش در علوم و تکنولوژی، تهران.
شرکت سهامی آب منطقه­ای کرمان دفتر مطالعات پایه منابع آب، 1392. گزارش پیشنهاد ممنوعیت محدوده مطالعاتی شهداد، 1393-1392.
شرکت سهامی آب منطقه­ای کرمان دفتر مطالعات پایه منابع آب، 1395. گزارش پیشنهاد ممنوعیت محدوده مطالعاتی شهداد، 1395-1394.
شرکت سهامی آب منطقه­ای کرمان دفتر مطالعات پایه منابع آب، 1397. گزارش پیشنهاد ممنوعیت محدوده مطالعاتی شهداد، 1397-1396.
عقلمند، ر.، و عباسی، ع. ۱۳۹8. مدیریت کمی منابع آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه‌خشک با استفاده از مدل عددی MODFLOW (مطالعه موردی: دشت بیرجند خراسان جنوبی). یازدهمین کنگره ملی مهندسی عمران. شیراز. دانشگاه شیراز.
ظهره­وند، ع.، و صبوری، م. 1388. مدیریت تغذیه مصنوعی توسط مدل­سازی آب زیرزمینی و مدل VISUALMODFLOW. همایش ملی مدیریت بحران آب. دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت.
غلامی، ز.، و فضل اولی، ر. 1392. شبیه‌سازی نوسانات سطح آب زیرزمینی با استفاده از مدل GMS6.0(مطالعه موردی آبخوان دشت ساری-نکا). ششمین همایش ملی آبخیزداری و مدیریت منابع آب‌وخاک.
قبادیان، ر.، فتاحی چقابگی، ع. و زارع، م. 1393. تأثیر احداث شبکه آبیاری و زهکشی سد گاوشان بر منابع آب زیرزمینی دشت میان دربند با استفاده از مدل GMS6.5. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. جلد 28. شماره 4.
قدرتی، م. و ثعبانی، م. 1390. کتاب مدل‌های ریاضی آب‌های زیرزمینی)آموزش کاربردی مدل GMS). انتشارات سیمای دانش. صفحه 207.
قدرتی، م.، و برزگری، ف. 1395. مدل ریاضی آب‌های زیرزمینی (آموزش کاربردی مدل GMS7.1). انتشارات سیمای دانش. صفحه 76.
کرامتی طرقی، م.، پاسبان عیسی، ن. ا. و قنبری، ع. 1388. بررسی عوامل مؤثر بر میزان آب خروجی از زهکش‌های شبکه آبیاری و زهکشی مغان و تأثیر شیوه­های بهره­برداری بر آن. دوازدهمین همایش ملی کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. کرج. ص 335-349.
میر احمدی، ص. 1397. ارزیابی اثر سدهای زیرزمینی بر تغذیه مصنوعی آبخوان‌های منتهی به کویر. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز.
محمد جانی، ا. و یزدانیان، ن. 1393. تحلیل وضعیت بحران آب در کشور و الزامات مدیریت آن. فصلنامه روند. سال بیست و یکم. شماره 65 و 66. صفحات 117-144.
هاشمی، ف.، شاه نظری، ع.، عارف، ح. و مطلوبی، ع. ا. ۱۳۹۱. مدل‌سازی عددی جریان آب زیرزمینی شبکه آبیاری و زهکشی البرز با استفاده از MODFLOW. نهمین کنگره بین‌المللی مهندسی عمران. اصفهان. دانشگاه صنعتی اصفهان.
Aghlmand, R., and Abbasi, A. 2019. Application of Modflow with boundary conditions analyses based on limited available observations: A case study of Birjand plain in east iran, Journal Water 2019, 11, 1904; doi:10.3390/w11091904.
Amiri, F., Barani, Gh. A., Hessami Kermani, M.R., Tayebiyan, A., Sabahian, R. and Malakootian, M. 2019. Rediction of groundwater level fluctuations in steady and unsteady state conditions using PMWIN in Rayen Aquifer, Iran, Desalination and water treatment 151:414-424.
Ansarifar, M.M., Salarijazi. M., GHorbani, KH. and Kaboli, A.R. 2020. Spatial estimation of aquifer’s hydraulic parameters by a combination of borehole data and inverse solution. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 79: 729–738.
Ashtiani, Gh., Mahdavi, M., Malekian, A. and Motamedvaziri, B. 2016. Groundwater modeling for estimation of the recharge rate and identification of appropriate recharge sites in Damghan Plain, Iran. Journal Environ. Sci. 14.2: 139-153.
Bakhit, H.M. 2015. Sustainable groundwater management in coastal aquifer of Sinai using evolutionary algoritms. 7th Groundwater symposium of the International Association for Hydro-Enviroment Engineering and Research (IAHR). Perugia. Italy.
Brewer, K., Fogle, T., Stieve, A. and Barr, C. 2003. Uncertainly Analysis with Site-specific Groundwater Models: Experiences and Observations.
Chitsazan, M., Rahmani, GH. and Ghafoury, H. 2020. Investigation of subsidence phenomenon and impact of groundwater level drop on alluvial aquifer, case study: Damaneh-Daran plain in west of Isfahan province, Iran. Journal Modeling Earth Systems and Environment, 6: 1145–1161.
Hosseini, Z. and Nakhaei, M. 2014. Estimation of groundwater level using a hybrid genetic algorithm neural network. Journal Pollution. 1(1): 9-21.
Panahi, M. Misagi, F. and Asgari, P. 2018. Simulation and estimate of groundwater level fluctuations using GMS (case study Zanjan plain). Journal Environmental Sciences. 16.1: 1-14.
Soupios, M.P., Kouli. M., Vallianatos. F., Vafidis, A. and Stavroulakis, G. 2007. Estimation of aquifer hydraulic parameters from surfical geophysical methods: A case study of Keritis Basin in CHania (Crete-Greece). Journal of Hydrology. 338.1-2: 122-131.
Yaouti, F., Kaufmann, O., Khattach, D. and Mandour, EL. 2008. Modelling groundwater flow and advective contaminant transport in the Bou-Areg unconfined aquifer (NE Morocco). Journal of Hydro-environment Research. 2.3: 192-209.