بررسي سناريوهاي مديريتي براي احياي آبخوان با استفاده از مدل‌سازي رياضي( مطالعه موردي: آبخوان ابركوه)

Investigation of the Management Scenarios for the Aquifer Recovery Using Mathematical Modeling Case Study: Abarkuh Aquifer

در بسياري از كشورهاي خشك از جمله ايران، ذخاير آب زيرزميني اصليترين منبع تأمين آب است. افزايش بيرويهي جمعيت، محدوديت منابع آبهاي سطحي و بهره برداري بيش از اندازه از آبخوان ها سبب افت شديد سطح آب زيرزميني در بسياري از دشت هاي كشور شده است. لازمه مديريت اين وضعيت شناخت كامل آبخوان و ميزان تغذيه و حجم آب قابل برداشت ميباشد. در تحقيق حاضر آبخوان دشت ابركوه به كمك مدل رياضي Modflowدر يك دوره سه ساله( سال 1392 الي 1395) با 36 گام زماني شبيه سازي و مدل در دو حالت پايدار و ناپايدار واسنجي شد. سپس، مدل در يك دوره 36 ماهه (مهر 1388 تا مهر 1391) مورد صحتسنجي قرار گرفت. مقادير جذر ميانگين مربعات در دو دوره واسنجي و صحتسنجي به ترتيب 1/042 و 1/10 بدست آمد. بعد از اطمينان از دقت مدل، سناريوهاي مختلف مديريتي بررسي گرديد. نتايج نشان داد ادامه روند كنوني برداشت منابع آب زيرزميني، منجر به افت متوسط سالانه 1/5 متر تراز سطح خواهد شد. براي كنترل اين بحران، سناريوهاي مديريتي منتج از تغيير روش هاي آبياري و الگوي كاشت و استفاده از روشهاي كاهش تبخير تعيين گرديد. تمام سناريوهاي اعمال شده به مدل نتايج قابل قبول در جهت مديريت و بهبود شرايط آبخوان زيرزميني دشت ابركوه را نشان دادند. بنابراين پيشنهاد ميشود با مديريت بخش كشاورزي دشت ابركوه به واسطه ي تغيير الگوي كشت به محصولات با نياز آبي كمتر و تغيير سيستم آبياري از سنتي به سيستمهاي نوين وضعيت آينده آبخوان را بهبود بخشيد.

Ground waters are considered as substantial water resources in many parts of the world, especially in arid and semi-arid area such as Iran. The population growth, the intensive use of surface water and groundwater resources has often affected ground water levels. Meeting water management objectives, it is essential to have a comprehensive study on the aquifer recharge and ground water withdrawal. In this paper, 3-D analysis MODFLOW model served to simulate Abarkuh aquifer for a three-year period (2013-2015) with 36-time steps. MODFLOW model was calibrated in two steady and Transient states. The model validation was measured using 36-month time steps (October 2009 to September 2012). Root Mean square (RMS) error was used to evaluated the accuracy of the calibrated and validated models. RMS error of the calibrated and validated models were 1.046 and 1.10, respectively. The results showed that continuing current policies for managing water will only widen and deepen water crisis, this condition will reduce aquifer storage and result in decreasing hydraulic head by -1.5 m year-. To control this crisis, different scenarios were simulated to represent the effects of ground water management on the aquifer. These scenarios including changes in irrigation methods, using of evaporation reduction methods and changes in cropping patterns. Results showed that all scenarios are capable to restore and protect the groundwater resources in Abarkuh aquifer. Therefore, adjusting crop farming structures and improving irrigation system have been important means of protecting groundwater resources in this region.