بررسی اثرات خشکسالی هواشناسی و هیدروژئولوژیکی بر بیلان آب زیرزمینی ‏دشت تویسرکان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری موسسه تحقیقات آب ایران (محقق مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها)‏

2 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

3 استادیار هیدروژئولوژی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شاهرود

4 دانشیار، مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، پردیس ابوریحان

5 استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

6 دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه شاهرود

7 دانشجوی دکتری مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان و کارشناس مرکز ملی تحقیقات شوری

چکیده

بررسی اثرات خشکسالی بر منابع آب دشت­ های کشور در مدیریت بهینه منابع آب در بخش کشاورزی و منابع طبیعی بسیار حائز اهمیت می­ باشد. مدل آب­ های زیرزمینی می­ تواند به‌عنوان یک ابزار ارزشمند در مدیریت منابع آب زیرزمینی به­ کار رود. لذا بررسی بیلان آب زیرزمینی تحت تأثیر خشکسالی هواشناسی به کمک مدل­ های ریاضی از جمله اهداف کاربردی و مهم در توسعه پایدار منابع طبیعی و محیط زیست می ­باشد. تویسرکان از دشت­ های مهم استان همدان است که منبع اصلی تأمین آب باغات و کشتزارهای وسیع آن چاه­ های حفر شده در دشت می­ باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثرات خشکسالی هواشناسی بر تغییرات بیلان آب زیرزمینی به کمک مدل­سازی ریاضی با استفاده از مدل MODFLOW در نرم‌افزار GMS می­ باشد. به این منظور پس از محاسبه شاخص بارش استاندارد و تعیین سال­ های خشک و تر در منطقه مطالعاتی و انتخاب سه سال شاخص به‌عنوان سال نرمال (1387)، ترسال (1388) و خشکسال (1389) به بررسی بیلان آب زیرزمینی در این سه سال پرداخته شده است. در همین راستا سال نرمال به ­عنوان سال واسنجی مدل و سال های ترسال و خشکسال به ­عنوان صحت ­سنجی مدل استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل  MODFLOW به خوبی توانسته است سطح ایستابی چاه های مشاهداتی را در سال نرمال، ترسال و خشکسال (به‌ترتیب با ریشه خطای استاندارد 0.73، 0.85، 0.93) پیش‌بینی نماید. بررسی تطابق شاخص خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی نشان داد که خشکسالی هواشناسی به تنهایی نمی­تواند بر تغییرات افت سطح آب زیرزمینی تأثیر بگذارد و استفاده بی­رویه از چاه­ های بهره برداری و برداشت از آن­ ها تاثیر زیادی  بر تغییرات آب زیرزمینی خواهد داشت. نکته قابل توجه آن­که بر اساس نتایج حاصله  خشکسالی هواشناسی بر تغییرات بیلان آب زیرزمینی به شدت تأثیرگذار بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing the effects of meteorological and hydrogeological droughts ‎on groundwater balance in Tuyserkan Plain

نویسندگان [English]

  • Samaneh Poormohammadi 1
  • Mohammad Taghi Dastorani 2
  • Hadi Jafari 3
  • Alireza Massah Bavani 4
  • Massoud Goodarzi 5
  • Fatemeh Baqeri 6
  • Mohammad Hassan Rahimian 7
1 PhD, Water Research Institute and Expert of National Cloud Seeding Research Center, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Natural Resources and Environment, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Geoscience, Shahrood University of Technology, Iran
4 Associate Professor, Faculty of Agriculture, University of Tehran, Abureihan Campus, Iran
5 Assistant Professor, ‎ Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, ‎Education and ‎Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
6 Shahrood University of Technology
7 PhD Student, Faculty of Agriculture, Isfahan University of Technology
چکیده [English]

Assessing drought effects on water resources are important on optimizing water management activities in agriculture and natural resources sectors. The groundwater model can be used as a valuable tool in the management of groundwater resources. Therefore, investigation of ground water balance analysis affected by meteorological drought using mathematical models is applicable and important objectives in sustainable development of water resources and the environment. Tuyserkan is one of the most important plains in Hamadan province as the main source of water supply for the water wells usage in orchards and farms. The goal of this research is assessing the effects of metrological drought index on water balance changes using mathematical modeling by GMS software. For this purpose, after calculation of Standardized Precipitation Index and determination of wet and dry spells in the  study area, and selection of  three  sample years as  normal (1387), wet (1388) and dry (1389), the groundwater balance was  analyzed in this three sample years.  The normal year was used for calibration of the model and wet and dry years for validation of the GMS. The results showed that the GMS model can simulate groundwater level in normal, wet and dry year (error statistics are respectively 0.73, 0.85 and 0.93). Comparison of meteorological and hydrological drought indices showed that meteorological drought cannot affect the groundwater level alone and excess use of exploitation wells has great influence on the groundwater table changes. Interestingly, the results showed that drought strongly influences water balance changes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MODFLOW
  • modeling
  • water level
  • Standardize precipitation index
  • Water resources