تحلیل پایداری کمی سامانه‌ی آبخوان (مطالعه موردی: خراسان جنوبی- آبخوان بیرجند)

آب و خاک

مقاله 4، دوره 31، شماره 6 - شماره پیاپی 56، بهمن 1396، صفحه 1587-1601   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i6.66959

نویسندگان

حمید کاردان مقدم؛ محمد ابراهیم بنی حبیب^* ؛ سامان جوادی

دانشگاه تهران

چکیده

استفاده از راهکارهای طرح تعادل بخشی به عنوان یکی از مهمترین گزینه‌های کاهش و تعدیل بحران منابع آب زیرزمینی بوده و رسیدن به یک تراز آب مطلوب و پایدار در آبخوان‌ها به عنوان هدف اصلی این راهکار مطرح می‌باشد. تراز مطلوب آب زیرزمینی با توجه به هدف طرح تعادل‌بخشی آبخوان، برگشت سامانه به تراز اولیه‌‌ی آب و جبران کمبود منابع آب زیرزمینی است. جهت نیل به این هدف می‌بایست سناریوهای تعادل‌بخشی و پایداری سیستم آب زیرزمینی با استفاده از شاخص‌های مناسب ارزیابی گردند. بدین منظور در مقاله حاضر، سه شاخص اعتمادپذیری، آسیب‌پذیری و مطلوبیت پیشنهاد گردیده و این شاخص‌ها جهت ارزیابی میزان پایداری سیستم آب زیرزمینی در سناریوهای مختلف تعادل‌بخشی بصورت یکپارچه و توزیعی محاسبه شد. در این تحقیق از راهکار کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی که یکی از اصلی‌ترین پروژه‌های طرح تعادل‌بخشی است، در 6 سطح کاهش 1، 5/1، 2، 5/2، 3 و 5/3 درصد برداشت آب کشاورزی بصورت سالانه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از مدل MODFLOW و اعمال سناریوهای طرح تعادل‌بخشی نشان داد که با کاهش برداشت آب، شاخص پایداری سیستم افزایش یافته و از بهبود 32 درصدی در سناریوی یک درصد کاهش برداشت به 88 درصد در سناریوی 5/3 درصد کاهش برداشت می‌رسد. همچنین بررسی شاخص پایداری سیستم در سناریوهای مختلف نیز نشان داد که کاهش 5/2 درصدی برداشت آب، وضعیت آبخوان را به حالت پایداری خواهد رساند. شاخص ارائه شده در این تحقیق با توجه به قابلیت توزیعی بودن و امکان بررسی اثر سناریوهای مختلف، در سایر آبخوان‌ها نیز می‌تواند استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

آسیب‌پذیری؛ اعتمادپذیری؛ تراز مطلوب؛ شاخص پایداری سیستم؛ مطلوبیت

مراجع

1- Alimonti C., and Lombardi M. 2015. Reliability Analysis for Preliminary Forecasts of Hydrogeological Unit Productivity. Water Resource Management , 29:3771–3785.

2- Chaves HML., and Alipaz S. 2007. An integrated indicator based on basin hydrology, environment, life, and policy: the watershed sustainability index. Water Resource Management, 21(5):883–895.

3- Fourier J.B.J. Memoires de l'Academie Royale des Sciences de l'Institut de France VII. 570-604 (1827) (greenhouse effect essay).

4- Frija A., Dhehibi B., Chebil A., and Villholth K.G. 2015. Performance evaluation of groundwater management instruments: The case of irrigation sector in Tunisia. Groundwater for Sustainable Development, 1(1):23-32.

5- Hashimoto T., Stedinger JR., and Loucks DP. 1982. Reliability, resiliency and vulnerability criteria for water resources system performance evaluation. Water Resources Research, 10(1):14–20.

6- Juwana I., Perera BJC., and Muttil N. 2009. Conceptual framework for the development of West Java water sustainability index. 18th World IMACS/MODSIM Congress, Cairns.

7- Loucks DP., and van Beek E. 2005. Water resources systems planning and management, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO), Paris, France.

8- Mazza R., La Vigna F., and Alimonti C D. 2014. Evaluating the available regional groundwater resources using the distributed hydrogeological budget. Water Resource Management, 11:1–17.

9- McMahon T. A., Adeloye A. J., and Sen-Lin Z. 2006. Understanding performance measures of reservoirs. Journal of Hydrology, 324: 359–382.

10- Mendoza VM., Villanuave EE., and Adem J. 1997. Vulnerability of basins and watersheds in Mexico to global climate change. Climate Research Journal, 9:139-145.

11- Ministry of Power. 2011. Prohibition discharge in Birjand plain. (In Persian)

12- Ministry of Power. 2014. Report of Reduction program and balance groundwater. (In Persian)

13- Pandey V., Shrestha S., Chapagain S., and Kazama F. 2011. A framework for measuring groundwater sustainability. Environmental science & policy, 14: 396 – 407.

14- Policy Research Initiative .2007. Canadian water sustainability index. PRI Project Report on Sustainable Development.

15- Safavi HR., Esfahani MK., and Zamani AR. 2014. Integrated index for assessment of vulnerability to drought, case study: Zayandeh-rood River Basin, Iran. Journal of Water Resources Management, 28(6):1671-1688. (In Persian)

16- Safavi HR., and Golmohammadi MH. 2016. Evaluating the Water Resource Systems Performance Using Fuzzy Reliability, Resilience and Vulnerability. Iran-Water Resources Research, 12 (1): 68-83.

17- Sandoval-Solis S., McKinney DC., and Loucks DP. 2011. Sustainability index for water resources planning and management. Journal of Water Resources Planning and Management, 137(5):381-390.

18- Shahedi M., and Talebi Hossein Abad F. 2014. Introducing some indices to evaluate the balance of water resources and sustainable development. Journal of Water and Sustainable Development, 1(1):73-79. (In Persian)

19- Todd DK., and Mays LW. 2005. Groundwater hydrology, 3rd edn. John Wiley and Sons, Inc., Hoboken.