تدوین یک مدل پویای برنامه‌ریزی به منظور تخصیص منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی، مطالعه موردی: حوضه آبریز زاینده‌رود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار/ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 کارشناس ارشد مدیریت منابع آب/ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.

3 دانشیار/ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

4 دانشجوی دکتری/ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

با توجه به مسئله بحران آب و توزیع غیر یکنواخت آن از لحاظ مکانی و زمانی، استفاده تلفیقی بهینه از منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی و برداشت متعادل از دو منبع سطحی و زیرزمینی، امری ضروری است. با توجه به توسعه مدل WEAP به عنوان ابزاری برای برنامه‌ریزی انعطاف پذیر، جامع و شفاف در ارزیابی شرایط مختلف بلند مدت حوضه از این مدل به منظور شبیه‌سازی منابع آب حوضه و توسعه سناریوهای مختلف بهره‌برداری از منابع آب استفاده شده است. جهت شبیه‌سازی آبخوان‌های منطقه از مدل‌ MODFLOW استفاده گردید. در گام بعدی جهت در جهت ارزیابی اثرات سیاست‌های تلفیقی آب‌های سطحی و زیرزمینی، مدل MODFLOW در مدل WEAP فراخوانی شده و بوسیله یک ارتباط پویا بین دو مدل، مدل WEAP-MODFLOW تشکیل شد. سپس اثر سناریوهای مختلف مدیریتی، بر میزان تأمین نیازهای شرب، صنعت، کشاورزی و زیست محیطی منطقه و سطح ایستابی در آبخوان بررسی شده است. نتایج مدل تدوین شده نشان می‌دهد که در نظرگرفتن شرایطی از جمله مدیریت مصرف از طریق اصلاح الگوی مصرف، اجرای طرحهای توسعه و محدودیت توسعه کشاورزی امکان بهره‌مندی بلند مدت از آبخوان‌های محدوده به عنوان منبع مطمئن و مکمل آب سطحی و همچنین بهبود وضعیت آبخوان‌ها را در پی خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of a Dynamic Planning Model for Surface and Groundwater Allocation, Case Study: Zayandehroud River Basin

نویسندگان [English]

  • A. Ahmadi 1
  • N. Zadehvakili 2
  • H.R. Safavi 3
  • S.A. Ohab Yazdi 4
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
2 M.Sc. Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran.
3 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
4 Ph.D. Student, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Due to the water crisis and its non-uniform spatial and temporal distribution, it is essential to consider the conjunctive use of surface and groundwater resources. Considering the capability of WEAP model as a flexible, comprehensive, and transparent tool for assessing long-term conditions of the river-basin systems, it is utilized for simulating Zayandehroud water resources and developing different scenarios. Also MODFLOW model is used to simulate the aquifer system in this basin. In order to assess the imapcts of conjunctive use of surface and ground water resources, the developed MODFLOW model is imported into the WEAP model and WEAP-MODFLOW model is generated through a dynamic link.

The impacts of different management scenarios on domestic, industrial, agricultural, and environmental water demands as well as the groundwater table are evaluated. The results showed that the demand management through modifying consumption patterns, executing water development projects, and constraining the agricultural development can offer the aquifers as long lasting and reliable water resources. Improving aquifer’s condition is also achieved acoordingly.

صفوی ح‌ر، افشار ع، قاهری ع، ابریشم چی ا،  تجریشی م (1386) مدل شبیه‌سازی کمی-کیفی اندرکنش آبراهه با سفره آب زیرزمینی. مجله علمی-پژوهشی آب و فاضلاب 61: 14-2.
رضاپور طبری م، مکنون ر، عبادی ت (1388) مدل بهره‌برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی بر پایه عدم دقت در پارامترهای آبخوان. مجله علمی و پژوهشی آب و فاضلاب 72: 15-2.
رضاپور طبری م، مکنون ر، عبادی ت (1391) ارائه ساختاری جهت برنامه‌ریزی بلندمدت بهینه بهره‌برداری تلفیقی. مجله علمی و پژوهشی آب و فاضلاب 84: 69-56.
مهندسین مشاور یکم (1393) مطالعات بهنگام سازی طرح جامع آب کشور – حوضه آبریز گاوخونی. گزارش برنامه­ریزی منابع آب، دفتر برنامه‌ریزی کلان آب و آبفا.
Azaiez MN (2002) A model for conjunctive use of ground and surface water with opportunity costs. European Journal of Operational Research 143: 611-624.
Bazargan-Lari MR, Kerachian R, Mansoori A (2009) A conflict-resolution model for the conjunctive use of surface and groundwater resources that considers water-quality issues: A case study. Environmental Management 43: 470-482.
Donald MG, Harbough AW (1988) A modular three dimensional finite difference groundwater flow model. United States Geological Survey, U.S.A.
Emch PG, Yeh WWG (1998) Management model for conjunctive use of coastal surface water and groundwater. Journal of Water Resources Planning and Management 124(3): 129-139.
Hantush MMS, Marino MA (1989) Chance-constrainted model for management of stream-aquifer system. Journal of Water Resources Planning and Management 115(3): 259-277.
Huber M (2008) Modflow2WEAP-User Guide Software Version 3.0.0 Last Modified.
Karamouz M, Mohammad Reazpor Tabari M, Kerachian R (2007) Application of genetic algorithms and artificial neural networks in conjunctive use of surface and growndwater resources. Water International 32(1): 163-176.
Kholghi M, Razack M, Mirabzadeh M, Porel G (1995) Multiobjective simulation-optimization model for conjunctive use of surface and groundwater management. Procceding of Regional Conference on Water Resources Management, Isfahan, Iran, 657-665.
Reazpor Tabari MM, Yazdi A (2014) Conjunctive use of surface and groundwater with inter-basin transfer approach: Case study Piranshahr. Water Resources Management DOI 10.1007/s11269-014-0578-2.
Rezapour Tabari MM, Soltani J (2013) Multi-Objective Optimal Model for Conjunctive Use Management Using SGAs and NSGA-II Models Water Resources Management 27(1): 37-53.
Moharram SH, Gad MI, Saafan TA, Khalaf Allah S (2011) Optimal groundwater management using genetic algorithm in El-Farafra Oasis, Western Desert, Egypt. Water Resources Management 26: 927-948.
Peralta RC, Asghari K, Shulstad RN (1991) SECTAR model for economically optimal sustained groundwater yield planning. Journal of Irrigation and Drain Engineering 117(1): 5-24.
Teriana E, Labadie JW, Gates TK, Anderson CHW (2010) Neural network approach to stream-aquifer modeling for improved river basin management. Journal of Hydrology 391: 235-247.