توسعۀ مدلي براي محاسبۀ شاخص پايداري كمي و كيفي منابع آب زيرزميني

Development of a Model for Calculation of Sustainability Index of Groundwater Resources

امروزه يكي از دغدغههاي مهم در بسياري از كشورهاي جهان، تأمين آب به‌ منظور توسعۀ پايدار است. براي مديريت مؤثر منابع آب زيرزميني به‌منظور توسعۀ پايدار از يك سو به ابزار مناسب براي مدلسازي و از سوي ديگر به معياري براي محاسبۀ پايداري نياز است. اين تحقيق وضعيت پايداري آبخوان با استفاده از مدل تركيبي را كه شامل مدل هيدرولوژيكي SWAT، مدل جريان آب زيرزميني MODFLOW و مدل انتقال آلاينده MT3DMS مي‌شود، در حوضۀ مطالعاتي اصفهان‌ـ برخوار بررسي ميكند. خروجي مدل SWAT به‌عنوان ورودي مدل MODFLOW و خروجي مدل MODFLOW به‌عنوان ورودي مدل MT3DMS استفاده مي‌شود. ارتفاع و غلظت آب در هر سلول مدل كمي و كيفي (MODFLOW و MT3DMS) به‌عنوان ورودي MATLAB براي محاسبۀ شاخص پايداري (با استفاده از سه معيار عملكرد اطمينانپذيري، برگشتپذيري و آسيبپذيري) تحت سه سناريوي مديريتي (ادامۀ برداشت روند فعلي، افزايش 30 درصدي برداشت از آبخوان و كاهش 30 درصدي برداشت از آبخوان) استفاده مي‌شود. نتايج نشان‌دهندۀ شاخص پايداري طي دورۀ شبيهسازي برابر 0/052 و به‌ترتيب تحت سناريوي اول، دوم و سوم برابر 0/040، 0/033 و 0/050 است. نتايج نشان ميدهد با كاهش 30 درصدي بهرهبرداري از آبخوان، شاخص پايداري كمي و كيفي آبخوان در بيشتر نقاط به‌طور شايان توجهي بهبود خواهد يافت.

Nowadays, one of the most important concerns in many countries is water supply for sustainable development. So for efficient management of groundwater resources, on the one hand, we need an appropriate tools for modeling, on the other hand, we need measure sustainability to check the performance of scenarios. This paper analyzes the sustainability condition using an integrated modeling framework that consists in sequentially a watershed agriculturally based hydrological model (Soil and Water Assessment Tool, SWAT) with a groundwater flow model developed in MODFLOW, and with a TDS mass-transport model in MT3DMS in Esfahan-Borkhar in Iran. SWAT model outputs are used as MODFLOW inputs to simulate changes in groundwater flow and storage and impacts on stream–aquifer interaction. MODFLOW output (groundwater velocity field from MODFLOW) are used as MT3DMS inputs for assessing the fate and transport of TDS. Heads and concentrations of each cell of model (MODFLOW and MT3DMS) are used to calculate the developed Sustainability Index (whith 3 performance criteria, Reliability, Resilience and Vulnerability) under three scenarios. The results indicate that SI in simulation period is 0.052 and under first, second and third scenarios are respectively 0.040, 0.033 and 0.050.