ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر تغییرات تراز آب زیرزمینی در آبخوان ساحلی ساری نکا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد عمران-مدیریت منابع آب، دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه علوم و تحقیقات تهران

3 کارشناس پژوهشی موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو

چکیده

تغییر اقلیم امری اجتناب ناپذیر است و تاثیرات متفاوتی بر منابع آب هر منطقه دارد. به دلیل جمعیت زیاد و پتانسیل‌های بالای بهره‌برداری از نظر کشاورزی، شرب، صنعت و غیره بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تراز آب زیرزمینی آبخوان ساحلی ساری-نکا از اهمیت بالایی برخوردار است. در این راستا، در ابتدا با استفاده از مدل MODFLOW، آب زیرزمینی منطقه برای دوره پایه (از مهر 1389 تا شهریور 1393) واسنجی شد که ضریب تبیین 98/0 در حالت غیرماندگار نشان از دقت بالای مدل‌سازی کمی آبخوان داشت. سپس به واسنجی مدل LARS-WG برای دوره پایه (2019-2000) پرداخته شد که مقدار ضریب تبیین برای پارامترهای بارش، دمای حداقل و دمای حداکثر به ترتیب برابر با 97/0 ، 99/0 و 99/0 بدست آمد که این مقادیر بیانگر دقت بالای مدل واسنجی شده می‌باشد. در ادامه به شبیه‌سازی پارامترهای اقلیمی مذکور با استفاده از مدل‌های گزارش پنجم تغییر اقلیم شامل HadGEM2-ES، MIROC5، MPI-ESM-MR، EC-EARTH و GFDL-CM3 تحت 2 سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 برای دوره آینده (2040-2021) پرداخته شد. به طور کلی نتایج حاکی از افزایش مقدار بارندگی در اکثر ماه‌های سال و تغییرات اندک مقدار دما در دوره آتی بود. در نهایت به بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر تراز آب زیرزمینی منطقه تحت مدل‌ها و سناریوهای مختلف گزارش پنجم تغییر اقلیم برای دوره آینده (2040-2021) پرداخته شد. نتایج نشان داد که در 8 حالت از 10 حالت بررسی شده، تراز آب زیرزمینی در دوره آتی نسبت به دوره پایه افزایشی خواهد بود که از این امر می‌توان در جهت توسعه کشاورزی و صنعت در منطقه بهره برد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluating the effect of climate change on groundwater level changes in the Sari-Neka coastal aquifer

نویسندگان [English]

  • sajad najafi 1
  • Ahmad Sharafati 2
  • Hamid Kardan moghaddam 3
1 MSc student in Civil Engineering, Water Resources Management, at Islamic Azad University Science and Research Branch, Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 2- Department of Water resources research, Water research institute, Ministry of Energy, Tehran, Iran
چکیده [English]

Climate change is inevitable and has different effects on water resources in each region. Due to the large population and high exploitation potentials in terms of agriculture, drinking, industry, etc., the study of the effects of climate change on the groundwater level of the Sari-Neka coastal aquifer is of great importance. In this regard, initially using the MODFLOW model, the quantitative model of groundwater in the region for the base period (from October 2010 to September 2014) was calibrated. The correlation coefficient of 0.98 in the unsteady state showed the high accuracy of quantitative modeling of the aquifer. Then, the LARS-WG model was calibrated for the base period (2000-2019). The correlation coefficient for precipitation, minimum temperature, and maximum temperature was 0.97, 0.99, and 0.99, respectively. Indicates the high accuracy of the calibrated model. To simulate the above climate parameters using CMIP5 models including HadGEM2-ES, MIROC5, MPI-ESM-MR, EC-EARTH, and GFDL-CM3 under two emission scenarios RCP4.5 and RCP8.5 for the next period (2040-2021) was paid. In general, the results showed an increase in rainfall in most months of the year and relative changes in temperature in the future. Finally, the impact of climate change on the groundwater level of the region under different models and scenarios of CMIP5 for the future (2021-2040) was investigated. The results showed that in 8 of 10 cases, the groundwater level in the future period will be higher than the base period, which can be used for the development of agriculture and industry in the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Change
  • CMIP5
  • Coastal Aquifer
  • Groundwater
  • MODFLOW
امرایی، ب. 1399 . آشکارسازی تاثیر تغییرات اقلیمی بر افت سطح ایستابی آبخوان دشت بیرجند. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. 22(64). ص 291-305.
حمزه، س. باقرپور، ز. دلقندی، م. کاردان مقدم، ح. 1397. ارزیابی ریسک تاثیرات تغییراقلیم بر تراز آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان گتوند-عقیلی). مجله اکوهیدرلوژی. 5(1). ص111-122.
رسایی، ا.ح. شرافتی، ا. کاردان‌مقدم، ح. 1399. تحلیل عدم‌قطعیت تراز آب زیرزمینی در شرایط تغییراقلیم (مطالعه موردی: محدوده مطالعاتی هشتگرد). مجله اکوهیدرولوژی. 7(3). ص 815-827.
کاردان‌مقدم، ح. بنی‌حبیب، م.ا. جوادی، س. 1396. تحلیل پایداری کمی سامانه‌ی آبخوان (مطالعه موردی: خراسان جنوبی- آبخوان بیرجند). نشریه آب و خاک. 31(6). ص 1587-1601.
گزارش بیلان منابع آب محدوده مطالعاتی ساری- نکا، مهندسین مشاور آب و خاک تهران، 1393.
نصیری، م. حمیدی، م. کاردان مقدم، ح. 1399. شبیه‌سازی پیشروی آب‌شور در آبخوان‌های ساحلی (مطالعه موردی: سواحل جنوبی دریای خزر. نشریه آب و خاک. 34(2). ص 269-286.
وزارت نیرو، شرکت مدیریت منابع آب ایران، معاونت پژوهش و مطالعات پایه، دفتر استانداردها و معیارهای فنی، 1384، راهنمای تهیه مدل آب زیرزمینی.
Ahmed, M., 2020. Introduction to Modern Climate Change. Andrew E. Dessler: Cambridge University Press, 2011, 252 pp, ISBN-10: 0521173159. The Science of the Total Environment, 734, p.139397.
Amanambu, A.C., Obarein, O.A., Mossa, J., Li, L., Ayeni, S.S., Balogun, O., Oyebamiji, A. and Ochege, F.U., 2020. Groundwater system and climate change: Present status and future considerations. Journal of Hydrology, p.125163.
Guevara-Ochoa, C., Medina-Sierra, A. and Vives, L., 2020. Spatio-temporal effect of climate change on water balance and interactions between groundwater and surface water in plains. Science of the Total Environment, 722, p.137886.
Hamidov, A., Khamidov, M. and Ishchanov, J., 2020. Impact of climate change on groundwater management in the northwestern part of Uzbekistan. Agronomy, 10(8), p.1173.
Moghaddam, H.K., Milan, S.G., Kayhomayoon, Z. and Azar, N.A., 2021. The prediction of aquifer groundwater level based on spatial clustering approach using machine learning. Environmental Monitoring and Assessment, 193(4): 1-20.
Moghaddam, H.K., kivi, Z.R., Bahreinimotlagh, M. and Moghddam, H.K., 2020. Evaluation of the groundwater resources vulnerability index using nitrate concentration prediction approach. Geocarto International, (just-accepted): 1-15.
Nasiri, M., Moghaddam, H.K. and Hamidi, M., 2021. Development of multi-criteria decision making methods for reduction of seawater intrusion in coastal aquifers using SEAWAT code. Journal of Contaminant Hydrology, p.103848.
Nistor, M.M., 2019. Climate change effect on groundwater resources in South East Europe during 21st century. Quaternary International, 504: 171-180.
Rodríguez-Huerta, E., Rosas-Casals, M., & Hernández-Terrones, L. M. (2020). A water balance model to estimate climate change impact on groundwater recharge in Yucatan Peninsula, Mexico. Hydrological Sciences Journal, 65(3): 470–486.
Toure, A., Diekkrüger, B. and Mariko, A., 2016. Impact of climate change on groundwater resources in the Klela basin, southern Mali. Hydrology, 3(2): 17.
Wang, S. J., Lee, C. H., Yeh, C. F., Choo, Y. F., & Tseng, H. W. (2021). Evaluation of climate change impact on groundwater recharge in groundwater regions in Taiwan. Water (Switzerland), 13(9).