ارزیابی اثربخشی سناریوهای احیای آبخوان توسط شاخص‌های پایداری و بهره‌برداری منابع آب، مطالعه موردی: آبخوان شهرکرد

آب و خاک

مقاله 4، دوره 32، شماره 2 - شماره پیاپی 58، خرداد 1397، صفحه 267-281   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v32i1.68794

نویسندگان

بنفشه شیخی پور¹؛ سامان جوادی^{* 2}؛ محمد ابراهیم بنی حبیب¹

¹دانشگاه تهران

²پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

چکیده

افزایش بی‌رویه‌ی جمعیت در کشور، محدودیت منابع آب سطحی و بهره‌برداری بیش از اندازه از آبخوان‌ها باعث افت شدید سطح آب زیرزمینی در بسیاری از دشت‌های کشور همچون دشت شهرکرد شده است. در پژوهش حاضر جهت مدیریت بهینه دشت مذکور، مدل کمی این آبخوان تهیه سناریوهای کاهش برداشت 5، 10 درصد، ساخت سد زیرزمینی و تغذیه مصنوعی برای 3 سال آینده پیش‌بینی و تأثیر آن‌ها مدل‌سازی شده است. در نهایت دو شاخص فنی پایداری (Iu) و بهره‌برداری اصلاح شده (WEI+) جهت تعیین میزان اثربخشی سناریوها محاسبه می‌شود. شاخص پایداری نشان دهنده‌ی میزان مصرف از منابع طبیعی موجود با توجه به مقدار تقاضا است که مقدار بهینه آن عدد 1 بوده و می‌تواند مقادیر منفی نیز داشته باشد. شاخص بهره‌برداری نیز بیان کننده‌ی مقدار فشار به منابع آب با توجه به مقدار برداشت بوده و دارای مقادیر مثبت و مقدار بهینه‌ی آن، اعداد نزدیک به صفر می‌باشد. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد وضعیت اولیه‌ی آبخوان بسیار نامناسب و برداشت از آبخوان بیش از ظرفیت آن می‌باشد. مقدار شاخص بهره‌برداری برای حالتی‌که سناریویی وجود ندارد، برابر با 068/1 و برای سناریوهای سد زیرزمینی، اجرای طرح تغذیه مصنوعی، کاهش برداشت 5 و 10 درصد به ترتیب برابر با 068/1، 061/1، 045/1 و 969/0 می‌باشد. همچنین مقادیر شاخص پایداری به ترتیب برابر با 070/0، 070/0، 071/0، 078/0 و 114/0 می‌باشد. نتایج نشان داد، سناریو کاهش 10 درصد برداشت، بهترین سناریو بوده و پس از آن، سناریوهای کاهش 5 درصدی برداشت از چاه‌ها در طرح تغذیه مصنوعی و سد زیرزمینی در جایگاه‌های بعدی قرار گرفته‌اند. با استفاده از دو شاخص بازتعریف شده در این مقاله می‌توان به بررسی عملکرد آبخوان‌های دیگر و روش‌های مدیریتی مختلف پرداخت.

کلیدواژه‌ها

آب زیرزمینی؛ تغذیه مصنوعی؛ شاخص پایداری؛ سد زیرزمین؛ مدل‌سازی

مراجع

1- Anonymous. 2012. Second Phase Studies of Artifical Recharge in shahrekord Plain, Chaharmahal Provincial Water Authority- Shahrekord (In Persian).

2- European Environment Agency EEA. 2013. Results and lessons from implementing the Water Assets Accounts in the EEA area, From concept to production. EEA Technical report No 7/2013 European Environment Agency.

3- Ghobadian R., Bahrami Z., and Dabagh Bagheri S. 2016. Applied management scenario to predict fluctuations in groundwater levels with MODFLOW conceptual and mathematical models (Case Study: Khazal-Nahavand plain), Journal of Ecohydrology, 3(3):303-319 (In Persian).

4- Ishida S., Tsuchihara T., Yoshimoto S., and Imaizumi M. 2011. Sustainable use of groundwater with underground dams, Japan Agricultural Research Quarterly (JARQ), 45(1):51–61.

5- Lalehzari R., and Tabatabaei S.H. 2015. Simulating the impact of subsurface dam construction on the change of nitrate distribution. Environmental Earth Sciences, DOI:10.1007/s12665-015-4362-2.

6- Martin-Carrasco F., Garrote L., Iglesias A., and Mediero L. 2013. Diagnosing causes of water scarcity in complex water resources systems and identifying risk management actions, Water resources management, 27:1693-1705.

7- Milano M., Ruelland D., Dezetter A., Fabre J., Ardoin-Bardin S., and Servat E. 2013. Modeling the current and future capacity of water resources to meet water demands in the Ebro basin, J Hydrol, 500, 114–126.

8- Mirahmadpour S., and Taleb-bidokhti N. 2016. Investigating the Artificial Nutrition Project of Groundwater Resources in Tehran's Shahriar Plain as a Way to Prevent the Transition of Earth. 15th National Hydraulics of Iran, COI:IHC15_195 (In Persian).

9- Pedro-Monzonis M., Solera A., Ferrer J., Estrela T., and Paredes-Arquiola J. 2015. A review of water scarcity and drought indexes in water resources planning and management, Journal of Hydrology, 527:482-493.

10- Porhaghi A., Akhondali A., Radmanesh F., and Mirzaee Y. 2016. Manage the Groundwater Sources Exploration of the Nourabad Plain in the Drought Conditions with MODFLOW Modeling, Eco Hydrology, 3:319-303 (In Persian with English abstract).

11- Ouerdachi L., Boutaghane H., Hafsi R., Tayeb T B., and Bouzahar F. 2012. Modeling of underground dams application to planning in the semi-arid areas (Biskra, Algeria), Energy Procedia, 18:426-437.

12- Salimpour Sh., Azhdari-moghadam M., and Hashemi-mofrad A. 2015. Estimation of Farsan aquifer volume for reducing the negative effect of Beheshtakad water transfer tunnel on groundwater level, 14th National Hydraulics of Iran, COI:IHC14_195 (In Persian).

13- Shahraki J., and Mohseni S. 2013. Compromise multi-criteria decision making Application in water resources optimal allocation, Case study Yazd city, Journal of Iranian of Irrigation and Water Engineering.

14- Stevanović Z. 2015. Subsurface dams as a solution for supplementary recharge and groundwater storage in Karst aquifers in Arid areas, Engineering Geology for Society and Territory, DOI:10.1007/978-3-319-09048-1_90.

15- Vanrompay L. 2003. Report on The Technical Evaluation & Impact Assessment of Subsurface Dams (SSDs) TLDP Technical Report Pp.