توسعۀ مدلی برای محاسبۀ شاخص‎ پایداری کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدۀ محیط زیست دانشگاه تهران

2 دانشیار، دانشکدۀ محیط زیست دانشگاه تهران

چکیده

امروزه یکی از دغدغه‏‎های مهم در بسیاری از کشورهای جهان، تأمین آب به‌منظور توسعۀ پایدار است. برای مدیریت مؤثر منابع آب زیرزمینی به‌منظور توسعۀ پایدار از یک سو به ابزار مناسب برای مدل‎سازی و از سوی دیگر به معیاری برای محاسبۀ پایداری نیاز است. این تحقیق وضعیت پایداری آبخوان با استفاده از مدل ترکیبی را که شامل مدل‎ هیدرولوژیکی SWAT، مدل جریان آب زیرزمینی MODFLOW و مدل انتقال آلاینده MT3DMS می‌شود، در حوضۀ مطالعاتی اصفهان‌ـ برخوار بررسی می‎کند. خروجی مدل SWAT به‌عنوان ورودی مدل MODFLOW و خروجی مدل MODFLOW به‌عنوان ورودی مدل MT3DMS استفاده می‌شود. ارتفاع و غلظت آب در هر سلول مدل کمی و کیفی (MODFLOW و MT3DMS) به‌عنوان ورودی MATLAB برای محاسبۀ شاخص پایداری (با استفاده از سه معیار عملکرد اطمینان‎پذیری، برگشت‎پذیری و آسیب‎پذیری) تحت سه سناریوی مدیریتی (ادامۀ برداشت روند فعلی، افزایش 30 درصدی برداشت از آبخوان و کاهش 30 درصدی برداشت از آبخوان) استفاده می‌شود. نتایج نشان‌دهندۀ شاخص پایداری طی دورۀ شبیه‎سازی برابر 052/0 و به‌ترتیب تحت سناریوی اول، دوم و سوم برابر 040/0، 033/0 و 050/0 است. نتایج نشان می‎دهد با کاهش 30 درصدی بهره‎برداری از آبخوان، شاخص پایداری کمی و کیفی آبخوان در بیشتر نقاط به‌طور شایان توجهی بهبود خواهد یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. USGS. How much water is there on, in, and above the Earth? [Internet]. 2016. Available from: https://water.usgs.gov/edu/earthhowmuch.html.
  2. Wikipedia. Water distribution on Earth [Internet].2017. Available from: https://en.wikipedia.org/wiki/Water_distribution_on_Earth.
  3. Moreaux M, Reynaud A. Urban freshwater needs and spatial cost externalities for coastal aquifers: a theoretical approach. Regional Science and Urban Economics. 2006; 36(2):163-86.
  4. Rejani R, Jha MK, Panda SN, Mull R. Simulation modeling for efficient groundwater management in Balasore coastal basin, India. Water Resources Management. 2008; 22(1):23.
  5. El Yaouti F, El Mandour A, Khattach D, Kaufmann O. Modelling groundwater flow and advective contaminant transport in the Bou-Areg unconfined aquifer (NE Morocco). Journal of Hydro-environment Research. 2008; 2(3):192-209.
  6. Singh A, Panda SN. Integrated salt and water balance modeling for the management of waterlogging and salinization. II: Application of SAHYSMOD. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 2012; 138(11):964-71.
  7. Cao G, Zheng C, Scanlon BR, Liu J, Li W. Use of flow modeling to assess sustainability of groundwater resources in the North China Plain. Water Resources Research. 2013; 49(1):159-75.
  8. Chitrakar P, Sana A. Groundwater Flow and Solute Transport Simulation in Eastern Al Batinah Coastal Plain, Oman: Case Study. Journal of Hydrologic Engineering. 2015; 21(2):05015020.
  9. Negm AM, Eltarabily MG. Modeling of Fertilizer Transport Through Soil, Case Study: Nile Delta.
  10. Loucks DP. Quantifying trends in system sustainability. Hydrological Sciences Journal. 1997; 42(4):513-30.
  11. Sandoval-Solis S, McKinney DC, Loucks DP. Sustainability index for water resources planning and management. Journal of Water Resources Planning and Management. 2010; 137(5):381-90.
  12. McDonald MG, Harbaugh AW. A modular three-dimensional finite-difference ground-water flow model.
  13. Hashimoto T, Loucks DP, Stedinger JR. Reliability, resiliency, robustness, and vulnerability criteria for water resource systems. Water Resources Research. 1982; 18(1).
  14. Moy WS, Cohon JL, ReVelle CS. A programming model for analysis of the reliability, resilience, and vulnerability of a water supply reservoir. Water resources research. 1986; 22(4):489-98.
  15. McMahon TA, Adeloye AJ, Zhou SL. Understanding performance measures of reservoirs. Journal of Hydrology. 2006; 324(1):359-82.
  16. Loucks DP, Van Beek E, Stedinger JR, Dijkman JP, Villars MT. Water resources systems planning and management: an introduction to methods, models and applications. Paris: Unesco. 2005.
  17. Mendoza VM, Villanueva EE, Adem J. Vulnerability of basins and watersheds in Mexico to global climate change. Climate Research. 1997; 9(1-2):139-45.
  18. Pulido-Velazquez M, Peña-Haro S, García-Prats A, Mocholi-Almudever AF, Henriquez-Dole L, Macian-Sorribes H, Lopez-Nicolas A. Integrated assessment of the impact of climate and land use changes on groundwater quantity and quality in the Mancha Oriental system (Spain). Hydrology and Earth System Sciences. 2015; 19(4):1677-93.
  19. Gassman PW, Sadeghi AM, Srinivasan R. Applications of the SWAT model special section: overview and insights. Journal of Environmental Quality. 2014; 43(1):1-8.
  20. Izady A, Davary K, Alizadeh A, Ghahraman B, Sadeghi M, Moghaddamnia A. Application of “panel-data” modeling to predict groundwater levels in the Neishaboor Plain, Iran. Hydrogeology Journal. 2012; 20(3):435-47.
  21. Poormohammadi S, dastorani MT, Jafari H, Rahimian MH, Goodarzi M, Mesmarian Z, et al. The groundwater balance analysis in Tuyserkan Hamedan plain, by using the mathematical model MODFLOW. Ecohydrology. 2016; 2(4): 371-382 (In Persian).
  22. Rezazade, M. S., Ganjali khani, M. and Kermani, M. Z. N. Comparing the performance of semi-distributed hydrological model SWAT and integrated model HEC - HMS in the simulation flow rate (Case study: Ab bakhsha watershed), Ecohydrology. 2015; 2(4): 479-467. (In Persian)
اکوهیدرولوژی
دوره 4، شماره 4
دی 1396
صفحه 1071-1087

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 26 اردیبهشت 1396
  • تاریخ بازنگری: 12 تیر 1396
  • تاریخ پذیرش: 04 تیر 1396
  • تاریخ اولین انتشار: 01 دی 1396
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار