ارزیابی آبخوان دشت میداود-دالون در سناریوهای مختلف مدیریتی با استفاده از مدل‌ ریاضی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار هیدرولوژی، عضو هیات علمی دانشکده علوم زمین دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران،

2 دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، دانشکده علوم زمین دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استاد هیدروژئولوژی، عضو هیات علمی دانشکده علوم زمین دانشگاه شهید چمران اهواز

4 دکتری هیدروژئولوژی، گروه منابع آب آریزونا، ایالات متحده

10.22125/iwe.2023.173303

چکیده

کاهش نزولات جوی همچنین افزایش میزان تخلیه از آبخوان‌ها متأثر از توسعه صنعتی و کشاورزی باعث فشار مضاعف بر منابع آب زیرزمینی شده است. بر این اساس بهره‌گیری از روش‌های جدید مدیریت آب خصوصاً در مدیریت آبخوان‌ها ضروری است. مدل‌های آب زیرزمینی ابزاری کاربردی جهت بررسی و پیش‌بینی تغییرات احتمالی حجم ذخیره‌ی آبخوان هستند که می‌توانند شرایط آتی یک آبخوان را در سناریوهای مختلف مدیریتی تحلیل و ارزیابی نمایند. در این تحقیق مدل‌ آبخوان دشت میداود-دالون با استفاده از کد Modflow در نرم‌افزار GMS برای یک دوره‌ 12 ماهه از آغاز مهرماه 1392 تا پایان شهریورماه 1393 واسنجی و برای یک دوره 6 ماهه از مهرماه 1393 تا اسفندماه 1393 صحت‌سنجی شد. جهت بررسی اثرات اعمال تنش‌های آبی به آبخوان سناریوهای مختلفی شامل خشک‌سالی، ترسالی، کاهش 25 درصدی برداشت همچنین تأثیر توأم خشک‌سالی و افزایش برداشت از آبخوان، به مدل اعمال شد. بر اساس نتایج، بیلان آبخوان دشت میداود در سال آبی 93-92 حدود 6/2 میلیون مترمکعب می‌باشد و مقادیر بیلان در سناریوهای مختلف شامل: خشک‌سالی، ترسالی، کاهش برداشت به میزان 25 درصد و خشک‌سالی همراه با افزایش برداشت به میزان 15 درصد به ترتیب برابر 828/1، 161/3، 341/3 و 546/1 میلیون مترمکعب برآورد شد. به‌طورکلی با توجه به این نتایج با اعمال سناریوهای مختلف، بیلان آبی آبخوان موردمطالعه همواره مقداری مثبت است.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Maydavood_Dallan Aquifer in Various Management Scenarios Using a Mathematical Model

نویسندگان [English]

  • Seyed Yahya Mirzaee 1
  • Roghayeh Amiri 2
  • Manuchehre Chitszan 3
  • Arash Nadri 4
1 Assistant professor of hydrology, Faculty of Geosciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Ph.D. student of hydrogeology, Faculty of Geosciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Chamran University of ahvaz, Iran
4 Arizona Department of Water Resources, Arizona, United States
چکیده [English]

Decreased rainfall and increased discharge from aquifers affected by industrial and agricultural development have put double pressure on groundwater resources. Therefore, new water management methods, particularly in aquifers, are essential. Groundwater models are practical tools for investigating and predicting changes in aquifer storage volume. They can analyze and evaluate the future conditions of an aquifer in different management scenarios. In this study, the Modflow code in GMS software was used to develop an aquifer model for the Maydavood_Dallan plain. The model was calibrated for 12 months from September 2013 to September 2014 and validated for the next six months. Various scenarios were applied to the model, such as drought, wet conditions, a 25% reduction in discharge, and a combined effect of drought and increased Aquifer discharge, to investigate the effects of water stresses on the aquifer. According to the study results, the groundwater budget of the Maydavood_Dallan aquifer for the water year 93-92 was about 2.6 million cubic meters. The groundwater budget values for the drought, wet conditions, and discharge reduction by 25% scenarios were estimated at 1.828, 3.161, and 3.341 million cubic meters, respectively. For the drought with a 15% increase in discharge scenario, the groundwater balance was estimated at 1.5466 million cubic meters. In general, according to these results, the groundwater balance in the studied aquifer is always a positive value by applying different scenarios.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mathematical model
  • Maydavood_Dallan plain
  • water resources management
  • GMS

مراجع

آبکار، ع. ا.، م. بروغنی و م. طایی سمیرمی. 1389. تحلیل مکانی خشک‌سالی استان خراسان رضوی با استفاده از GIS، مجموعه مقالات همایش ملی، ژئوماتیک، تهران.
آل بوعلی، ع. قضاوی، ر. و س. ج. ساداتی نژاد. 1395. بررسی اثرات خشک‌سالی بر منابع آب زیرزمینی با استفاده از شاخص SPI (مطالعه‌ی موردی: دشت کاشان)، مجله‌ی علمی پژوهشی مهندسی اکوسیستم بیابان، سال پنجم، شماره‌ی دهم، بهار 1395، ص 22-13.
آرام، ا. 1391. شبیه‌سازی منابع آب زیرزمینی دشت میداود-دالون با استفاده از مدل ریاضی تفاضلات محدود. پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید چمران اهواز.
امیری، ر. 1395. استفاده‌ی تلفیقی از مدل‌های ریاضی و استوکستیک در مدیریت منابع آب دشت میداود-دالون. پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید چمران اهواز.
ایزدی، ع.، ک. داوری، ا. علیزاده. و ب. قهرمان.1387. کاربرد مدل داده‌های ترکیبی در پیش‌بینی سطح آب زیرزمینی. مجله آبیاری و زهکشی ایران، دوره 2، شماره‌ی 2، ص133-144.
مهندسین مشاور ژرف پویا. 1380. گزارش مطالعات ژئوفیزیک دشت‌های جایزان، میداود و دالون با استفاده از روش ژئوالکتریک، سازمان آب و برق خوزستان.
 
Alvarez, M.P., M. M. Trovatto, M.A. Herna´ndez and N. Gonza´lez. 2011. Groundwater flow model, recharge estimation and sustainability in an arid region of Patagonia, Argentina. Environ Earth Science, 66(7):2097–2108.
Anderson, M. P. and W. W. Woessner, 1992. Applied Groundwater Modeling: simulation of flow and advective transport. Academic Press. San Diego, CA. 381p.
Antoniou, M., N. Theodossiou and D. Karakatsanis. 2019. Groundwater management optimization with the combined use of Harmony Search Algorithm and modular finite- difference flow model Modflow.groundwater hydrogeochemical quality parameters via geostatistical approaches.
El Alfy, M. 2014. Numerical groundwater modeling as an effective tool for the management of water resources in arid areas, Hydrological Sciences Journal, 59(6):1259-1274.
Esteban, E., and A. Dinar. 2013. Cooperative management of groundwater resources in the presence of environmental externalities. Environ Resour Econ 54(3):443–469.
Hayes, M.J., M.D. Svoboda, D.A. Wilhite and O.V. Vanyarkho. 1999. Monitoring the 1996 drought using the Standardized Precipitation Index. Bulletin of the American Meteorological Society, 80(3): pp. 429- 437.
Huang, Y., P. Janovsky, S. Das, SM. Welch and S. DeLoach. 2015. multi-agent system for groundwater depletion using game theory. arXiv preprint arXiv:1607.02376.
Mahmoodzadeh, D., H. Ketabchi, B. Ataie-Ashtiani and CT. Simmons. 2014. Conceptualization of a fresh groundwater lens influenced by climate change: a modeling study of an arid-region island in the Persian Gulf, Iran. J Hydrol 519:399–413.
Mckee, T.B, N.J. Doesken and J. Kleist .1993. "The relationship of drought frequency and duration to time scales" 8 Confj, Applied climatology.
Norouzi Khatiri K, MH. Niksokhan and A. Sarang. 2020. Choosing various likelihood functions on uncertainty assessment in groundwater simulation-optimization model. Water Supply 20(2):737–750.
Ostrom, E. 1990. Governing the commons: the evolution of institutions for collective action. Cambridge university press.
Panagopoulos, G. 2012. Application of modflow for simulating groundwater flow in the Trifilia karst aquifer, Greece. Environmental Earth Sciences, 67(7): 1877-1889.
Rejani, R., K. Jha. Madan, S. N. Panda and R. Mull. 2007. Simulation Modeling for Efficient Groundwater Management in Balasore Coastal Basin, India. Water Resour Manage, 22:23–50.
Sahoo, S., and K. Jha. Madan. 2017. Numerical groundwater-flow modeling to evaluate potential effects of pumping and recharge: implications for sustainable groundwater management in the Mahanadi delta region, India. Hydrogeology Journal.
Scheiber, F., H. Motra, D. Legatiuk and F. Werner. 2016. Uncertainty-based evaluation and coupling of mathematical and physical models. Probabilistic Engineering Mechanics, 45: 52-60.
Sethi, R.R., A. Kumar, S.P. Sharma, and H.C. Verma. 2010. Prediction of water table depth in a hard rock basin by using an artificial neural network. Int J Water Resour Environ Eng, 2(4):95–102.
Singh, A. 2014. Groundwater resources management through the applications of simulation modeling: A review. Science of the Total Environment, 499: 414–423.
Xi, H., Q. Feng, W. Liu, J. Si, Z. Chang and Y. Su. 2010. The research of groundwater flow model in Ejina Basin, Northwestern China. Environ Earth Sci, 60:953–963.
Yidana, S. M., S. Ganyaglo, B. B. Yakubo and T. Akabzaa. 2011. A Conceptual Framework of Groundwater Flow in some Crystalline Aquifers in Southeastern Ghana, Journal of African Earth Sciences, 59(2–3):185-194.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار