مديريت منابع آب زيرزميني دشت ميان‌آب شوشتر با تأكيد بر نياز آبي محصولات كشاورزي با استفاده از مدل‌سازي آب زيرزميني

Groundwater resources management of Mian-Ab Plain with emphasis on water requirement of agricultural crops using groundwater modeling

دشت ميان‌آب شوشتر يكي از دشت‌هاي مهم استان خوزستان است كه عمده مصارف آبي آن در بخش كشاورزي مي‌باشد. با توجه به لزوم بازنگري در مصارف منابع آب در حوزه كشاورزي در اين تحقيق جهت مديريت منابع و مصارف، ابتدا نياز آبي محصولات كشاورزي با استفاده از روش پنمن‌مانيث‌فائو محاسبه گرديد سپس به‌منظور اطلاع از بيلان آبي و ميزان آب مصرفي، مدل عددي منطقه براي سال آبي 95-96 با خطاي RMSE 0/94 متر در حالت ناپايدار تهيه شد. پس از واسنجي مدل در شرايط ناپايدار، جهت اطمينان از مدل ساخته‌شده آبخوان دشت ميان‌آب شوشتر نتايج واسنجي مدل براي مدت 6 ماه، از مهر 1396 الي اسفند 1396 با خطاي RMSE 0/95 مورد صحت‌سنجي قرار گرفت. طبق محاسبات، مقدار واقعي آب موردنياز جهت كشت محصولات برابر با 278/89 ميليون مترمكعب در سال مي‌باشد. بر اساس نتايج مدل مجموعاً 427/07 ميليون مترمكعب آب از طريق شبكه آبياري و چاه‌هاي بهره‌برداري در بخش كشاورزي منطقه استفاده مي‌گردد. لذا مقدار 148/18 ميليون مترمكعب آب به‌صورت مازاد مصرف مي‌شود. جهت مديريت آب مازاد مصرفي سه سناريو موردبررسي قرار گرفت كه شامل انتقال تمامي آب مازاد به اراضي جنوبي از طريق توسعه شبكه آبياري، كاهش پمپاژ چاه‌ها و مديريت تلفيقي منابع آب سطحي و زيرزميني مي‌باشند. اعمال سناريوهاي مذكور در مدل نشان داد كه سناريوي اول باعث افت سطح ايستابي در قسمت شمالي آبخوان و بالاآمدگي سطح ايستابي در جنوب منطقه مي‌گردد. اعمال سناريوي دوم باعث بالاآمدگي شديد سطح ايستابي در شمال دشت خواهد گرديد. در سناريوي سوم با كاهش 35 درصدي پمپاژ معادل 33 ميليون مترمكعب آب و انتقال 60 ميليون مترمكعب آب از شبكه به اراضي جنوبي، مقدار زيادي از آب مازاد بر نياز مصرفي مديريت گرديد. بنابراين با توجه به وضعيت هيدروديناميك آبخوان و نتايج مدل، سناريوي سوم جهت مديريت آب مازاد مصرفي در منطقه مطلوب‌تر مي‌باشد.

Mian- Ab is one of the most important plains in Khouzestan province and the most water demands in this plain is related to the irrigation for agriculture. In this research, the agricultural water requirement was first calculated using Penman- Monteith FAO method due to the necessity of water resources consumptions revision in agricultural field. Then, the numerical groundwater model of the study area was prepared to know about the water balance and consumed water. The model was calibrated from September 2016 to September 2017 in the unsteady state conditions with the 0.94 m of RMSE error. According to the calculations, the actual crop water requirement is 278.89 MCM per year. The model results show that 334.07 MCM of water is used though irrigation network and wells for agricultural purposes. Therefor, 55.27 MCM of water is used more than the actual water needs. Three scenarios were considered for excess consumed water including the transfer of all surplus water to southern lands through the development of irrigation network, decreasing the rate of well pumping and the integrated management of surface and groundwater resources. Applying the discussed scenarios to the numerical model showed that the fist scenario causes drawdown and water logging in the northern and southern parts of the aquifer, respectively. Applying the second scenario will cause a severe water logging in the northern parts of the study area. In the third scenario, the excess consumed water will be managed by decreasing the 8.5 percent of exploitation wells rate (equal to 25.27 MCM) and transferring the remaining water (30 MCM) to the southern lands of study area. Therefore, considering the hydrodynamic conditions of the aquifer and the model results, the third scenario is more desirable for the management of excess consumed water.