نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

پیش‌بینی روند نوسانات هیدرولوژیکی قنوات در شرایط کم‌آبی در آبخوان‌های خشک: رویکرد پیش‌بینی خاکستری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
2 دانشجوی دکتری مهندسی عمران- مهندسی و مدیریت منابع آب دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
3 گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند
چکیده
زوال هیدرولوژیک آبخوان‌ها تحت تأثیر مداخلات انسانی، پایداری سیستم‌های سنتی استحصال آب را با چالشی جدی مواجه کرده‌است. پژوهش حاضر با هدف آینده‌پژوهی وضعیت دبی ۲13 رشته قنات در دشت بیرجند استان خراسان جنوبی، از مدل پیش‌بینی خاکستری GM(1,1) برای عبور از محدودیت‌های آماری سری‌زمانی کوتاه استفاده کرد. نتایج نشان داد که با میانگین ضریب توسعه 6/0a=، سیستم در وضعیت ناپایداری سیستماتیک قرار دارد. تحلیل نرخ بقا فاش کرد که 5/24 درصد از قنوات دشت (۵۵ رشته) تا افق ۱۴۱۵ به آستانه خشکیدگی عملکردی می‌رسند. تصویرسازی فضایی-زمانی پیش‌بینی‌ها، پدیده موج زوال را آشکار ساخت که از مرکز به سمت حاشیه‌های دشت در حال گسترش است. اگرچه دبی کل دشت به دلیل پایداری چند منبع عمیق تغییر شدیدی نشان نمی‌دهد، اما فروپاشی شبکه مویرگی قنوات خرد حاکی از افزایش ناهمگنی فضایی در توزیع دبی پیش‌بینی‌شده و مرگ تدریجی سیستم‌های سنتی است. این یافته‌ها بر ضرورت بازنگری فوری در حریم‌های هیدرولیکی و اجرای طرح‌های آبخوان‌داری اضطراری تأکید دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Forecasting Hydrological Fluctuations of Qanats under Water Scarcity in Arid Aquifers: A Grey Prediction Approach

نویسندگان English

Ehsan Falahi 1
Raziyeh Shamshirgaran 2
abbas khashei 3
1 PhD student in Water Science and Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran
2 PhD student in Civil Engineering - Water Resources Engineering and Management, University of Birjand, Birjand, Iran
3 university of birjand, Avini street, birjand city, soth khorasan province,iran
چکیده English

Groundwater depletion driven by anthropogenic interventions has severely compromised the sustainability of traditional water-supply systems. This study employs the GM (1,1) to forecast the discharge dynamics of 213 qanats in a semi-arid basin, overcoming the constraints of short-term time-series data. Results indicated a systematic instability within the hydrological network, evidenced by an average development coefficient of a=0.60. Survival analysis revealed that 24.5% of the studied qanats (55 sources) are projected to reach functional exhaustion by 2036. Spatio-temporal mapping identified a depletion wave propagating from intensive pumping centers toward the basin margins. Although the total aquifer discharge remains relatively stable because of the persistence of a limited number of high-yield qanats, the deterioration of the minor qanat network reflects increasing spatial heterogeneity in the predicted discharge distribution and the gradual degradation of traditional qanat systems. These findings emphasize the necessity of revising hydraulic protection zones and implementing emergency aquifer management measures, including managed aquifer recharge (MAR), in vulnerable areas.

کلیدواژه‌ها English

Grey Sequential Forecasting
Grey Systems Theory
Hydrological Tipping Point
Qanat Sustainability
Spatio-temporal Depletion

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 مرداد 1405