ارزیابی عملکرد آبخوان تحت تأثیر سناریوهای مختلف اقلیمی (مطالعه موردی: حوضه آبریز قره‌سو)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشکده آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،ۀ گرگان، ایران

2 کارشناس مطالعات شرکت آب منطقه ای سمنان

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 عضو هیئت علمی و دانشیار گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

امروزه با توجه به تغییرات اقلیمی در سطح کره زمین و نیز اثرات آن بر منابع آبی، مدیریت سفره‌های آب زیرزمینی به عنوان یکی از مهم‌ترین منابع اصلی تأمین آب شرب، کشاورزی و صنعت جایگاه ویژه‌ای را در مطالعات منابع آبی به خود اختصاص داده است. لذا در این پژوهش به منظور بررسی اثرات ناشی از تغییرات اقلیمی بر آبخوان قره‌سو در استان گلستان از نرم‌افزار GMS7.1 استفاده شد و شبیه‌سازی کمی آبخوان در دو حالت پایدار و ناپایدار انجام شد. نتایج حاصل از صحت‌سنجی مدل نشان داد که مقادیر سطح ایستابی پیش‌بینی شده توسط مدل با مقادیر مشاهداتی از تطابق خوبی برخوردارند و مقدار جذر میانگین مربعات خطا 810/0 بدست آمد. پس از اطمینان از صحت مدل تهیه شده، سناریوهای متفاوتی مطرح گردید. براساس نتایج حاصل از سناریوها مسلم گردید که اجرای هر سناریو نه تنها در همان ماه، بلکه تا چندین ماه بعد نیز افتی در آبخوان ایجاد می‌کند. به عنوان مثال با توجه به تعدد زیاد چاه‌ها در منطقه، سناریر افزایش برداشت حتی به میزان 5 یا 10 درصد، تأثیر زیادی در افت سطح آب زیرزمینی ایجاد خواهد کرد و این میزان افت در بعضی نقاط بیشتر به چشم می آید. بیشترین میزان افت مشاهده شده در اثر افزایش برداشت مربوط به تیرماه و حداکثر افتی به اندازه 1.66 متر در نقاط بسیار کوچکی از آبخوان بوده است که این نقاط مربوط به نواحی با تمرکز چاه‌های بهره‌برداری زیاد و برداشت بالا(نواحی مرکزی و جنوبی دشت) می‌باشد. سناریوی حذف پساب شرب شهری مشخص کرد که این عمل منجر به میزان افت حداکثری متفاوتی را در ماه‌های مختلف با گذشت زمان می شود. به گونه‌ای که در مهرماه این میزان افت، حدود 0.43 و در شهریور به 1.99 متر خواهد رسید وکاهش حجمی معادل 0.6 تا 0.7 میلیون مترمکعب را در هر ماه با توجه به میزان مصرف ماهانه ایجاد می‌کند. سناریوی کاهش آبدهی رودخانه‌ها، نشان داد که کاهش آبدهی در یک فصل، نه تنها در همان فصل بلکه بر فصل بعد نیز تأثیر زیادی خواهد گذاشت و کاهش آبدهی در فصل زمستان، مقدار افت بیشتری نسبت به سایر فصول ایجاد می‌نماید. به گونه‌ای که در دی‌، بهمن و اسفندماه حداکثر افتی به میزان 1.27، 1.74 و 1.67 متر را بیشتر در حوالی رودخانه‌های گرمابدشت و قرن‌آباد ایجاد خواهد کرد. سناریوی کاهش بارندگی موثر نشان داد، که کاهش 20 درصدی بارندگی موثر در فصل زمستان افت بیشتری در آبخوان در همان فصل و فصل بعد ایجاد خواهد کرد. به گونه‌ای که این کاهش در فصل زمستان، حداکثر افتی به میزان 0.2 متر در دی‌ماه، 0.97 در بهمن‌ و در اسفندماه به میزان 0.4 متر را، بیشتر در نواحی جنوبی آبخوان و محدوده ایستگاه‌های شصت‌کلاته، ناهارخوران و پل اردوگاه که مربوط به ارتفاعات می‌شود ایجاد می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of aquifer performance affected by different climate scenarios (Case study: Qaraosso basin)

نویسندگان [English]

  • Mehdi Meftah Halaghi 1
  • Farzaneh Farzaneh 2
  • amirahmad dehghani 3
  • khalil ghorbani 4
1 Soil & Water Dep. university of Grgan natural resources & Agricultural science, gorgan,Iran;
2 semnan regional water authority
3 Associate Professor of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
4 Associate Professor, Department of Water Science and Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده [English]

Today, considering the climate change on the planet and its impacts on water resources, management of groundwater aquifers as one of the most important sources of drinking water, agriculture and industry has a special role in water resources studies. Therefore, in order to investigate the effects of climate change on Ghareh-Sou aquifer located in Golestan province, the GMS7.1 software was used and quantitative simulation of aquifer in two steady and unsteady conditions was conducted. The results of model validation showed that the predicted and observed water levels had a good agreement and the average of root mean square error was 0.810. After ensuring the accuracy of the model, different scenarios were introduced. Based on the results of the scenarios, it was clear that the implementation of each scenario would cause a drawdown in the aquifer not only in the same month but several months later. For example, due to the large number of wells in the area, an increase in harvesting of 5 or 10 percent will have a major impact on groundwater level drawdown, and this decline is more noticeable in some places. The maximum observed drawdown due to an increase in the harvest was on July and equal to 1.66 meters in very small points of the aquifer, which is related to areas with high concentrations of harvesting wells (central and southern regions of the plain). The urban wastewater disposal has been determined that it lead to different maximum drawdown in different months over time. So, in October, this drawdown will be about 0.43 and in September to 1.99 meters and will result in a volume reduction of 0.6 to 0.7 cubic million meters per month, depending on monthly consumption. The scenario of river discharge reduction showed that the reduction in river discharge in a season will not only affect the season, but also the next season, and the decrease in river discharges in the winter will result in a much lower drawdown compared to the other seasons. So, in January, February and March, the maximum drawdown will be 1.27, 1.74 and 1.67 meters more near the Garmabdasht and Gharn-Abad rivers. An effective rainfall reduction scenario showed that a 20 percent decrease in effective rainfall during the winter season would lead to a further decline in the aquifer in the same and next seasons. This decrease in winter lead to the maximum decrease of 0.2 m in January, 0.97 m in February and 0.4 m in March, more in the southern aquifer and in the area of Shast-Kalateh, Naharkhoran and Pole-Ordougah stations which are in high altitudes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater Aquifers management
  • modelling
  • Gharesoo Basin
  • GMS7.1
ابارشی،ف.، مفتاح هلقی،م.، دهقانی،ا.، کابلی،ع و رحیمیان،م. 1392. مدل‌سازی نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت زرینگل با استفاده از مدل ریاضی. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 152 ص.

انصاری مهابادی،ث.، شمسایی،ا و مساح بوانی،ع. 1390. مدل­سازی تغییرات سطح آبزیرزمینی سفید دشت به وسیله مدل GMS. دومین کنفرانس ملی پژوهش­های کاربردی منابع آب ایران.

قاسمی،ع.، زارع­ابیانه،ح.، معروفی،ص.، سپهری،ن و حسن­نژاد،م.ص. 1387. بررسی وضعیت آبهای زیرزمینی دشت همدان- بهار در سال­های 84 و 85. مجموعه مقالات دومین همایش و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران.

محتشم،م. 1390. برآورد سطح آب زیرزمینی آبخوان دشت بیرجند با استفاده از مدل MODFLOW و شبکه عصبی مصنوعی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. 121 ص.

نجاتی­جهرمی،ز.، چیت­سازان،م و میرزایی،س.ی. 1388. تأثیر خشکسالی سال 87-86 بر روی دشت عقیلی با استفاده از مدل ریاضی تفاضلات محدود در محیط GMS6.5. اولین کنفرانس بین المللی مدیریت منابع آب.

وزارت نیرو. 1380. نشریه شماره 337-الف. پیش­نویس راهنمای تهیه مدل ریاضی آب­های زیرزمینی، معاونت امور آب و آبفا، دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا، 210 ص.

El Yaouti,F., El Mandour,A., Khattach,D And Kaufmann,O. 2008. Modeling groundwater flow and advective contaminant transport in the Bou-Areg unconfined aquifer (NE Morocco). Journal of Hydro-environment Research. 2:192-209.

Enrique,R.V. 2000. Distributed aqufer recharge enhancement in arid zones, Massachusetts institute of technology.

Guymon,G.L., Hromadka,T.V. 1985. Modeling of groundwater response to artificial recharge. Artificial recharge of groundwater Boston Massachusetts, Butterworth Publishers. 129-149.

Pisinaras,V., Petalas,C., Tsihrintzis,V.A., Zagana,E. 2007. A groundwater flow model for water resources managment in the Ismarida Plain, North Greece. Environmental modeling and assessment. 12:75-8