شبیه‌سازی اندرکنش منابع آب با استفاده ازتصاویر ماهواره‌ای و تکنیک سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد /مهندسی عمران- آب،‌دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استادیار/ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

مدل‌سازی اندرکنش منابع آب سطحی و زیرزمینی همواره در بیلان‌بندی منابع آب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده است. این اندرکنش معمولاً به عنوان یک شرط مرزی داخلی در مدل‌سازی آبهای زیرزمینی در نظر گرفته شده و وضعیت دقیق اندرکنش منابع بر یکدیگر در خلال فرآیند مدل‌سازی مشخص می‌گردد. جهت مدل‌سازی دقیق تلفیقی این دو منبع نیاز به حجم داده‌های زیادی است که استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی را به عنوان ابزار کمکی لازم می‌نماید. در این تحقیق، شبیه‌ سازی آبخوان دشت نجف‌آباد و رودخانه زاینده‌رود در گذر از آن مد نظر قرار گرفته است. ضمن تدقیق مرزهای حوضه آبریز و آبخوان با استفاده از نقشه‌های زمین‌شناسی و نقشه‌های DEM1 منطقه و تحلیل و پردازشهای آماری مورد نیاز بر روی داده‌های مربوط به حوضه، مدل شبیه‌سازی تلفیقی جهت محدوده مورد نظر ارائه گردید. با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و تکنیک سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) افزایش قابلیتهای مدل در شبیه‌سازی دقیقتر آبخوان و ایجاد پایگاه داده‌های مورد نیاز جهت تحلیل‌های گسترده‌تر، مد نظر قرار گرفت. نتایج حاصل از خروجی مدل اندرکنشی واسنجی شده در حالتهای ماندگار و ناماندگار بیانگر نقش اساسی و اهمیت رودخانه زاینده‌رود در گذر از روی آبخوان و نیز آب برگشتی از سیستم‌های آبیاری در تغذیه سفره‌ آب زیرزمینی منطقه می‌باشد. میزان پارامتر ضخامت بستر که از فاکتورهای اساسی در فرآیند مدل‌سازی تلفیقی می‌باشد نیز به صورت متوسط در طول بازه 36 کیلومتری عبور رودخانه از روی آبخوان تعیین و ارائه گردید. همچنین میزان تبادلات جرمی در هر یک از گامهای زمانی محاسباتی و نیز متوسط هر یک از دوره‌های تنش به صورت مجزا در قالب ورودی‌ها و خروجی‌های حوضه تعیین و محاسبه گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Water Resources Interaction Modeling Using Satellite Images and GIS Techniques

نویسندگان [English]

  • G.R Bahreini 1
  • H.R Safavi 2
1 M.Sc., Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

Surface and ground water interaction modeling has always been one of the basic concerns in water resources management. Such interaction is usually considered as an internal boundary condition in modeling and exact state of the components would be determined throughout the simulation process. This will need sets of accurate data which confirms the use of assistant tools such as the satellite images and the Geographical Information System (GIS). In this research, the interaction of the Najafabad aquifer and the Zayandehrud river passing through has been modeled. A conjunctive model have been developed by modifying the watershed and aquifer limits using geological maps and DEM Sheets of the region as well as statistical analysis of related data. By using satellite images and GIS technique, in addition to the improvement of the model capabilities a data base for further studies has been established. Model outcomes in both steady and unsteady states proved the basic and important role of the river, recharging the neighboring area. River bed thickness was determined as an average for the 36 km river branch as one of the basic elements of the process. Mass exchanges were also defined separately at the end of each calculation steps as well as in average during each stress period.

سامانی مجد، ا.م. (1379)، "شبیه سازی بهره برداری هماهنگ از آبهای سطحی و زیرزمینی"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران.

صفوی، ح.ر، (1383)، "مدل شبیه سازی تلفیقی کمی – کیفی آبهای سطحی و زیرزمینی"، پایان‌نامه دکترا، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران.

Bittinger, M.W., (1965). “Stream-aquifer analysis”, J. of Hydrology, S (HY6), pp.153-164.

Bouwer, H. and Maddock, T., (1997). “Making sense of the interaction between groundwater and stream flow: lessons for water masters and adjudicators”, Rivers, 6(1), pp. 19-31.

Hantush, M. M. S. and Marino, M. A., (1989). “Chance-constrained model for management of stream-aquifer system”, J. Water Resources Planning and Mgmt., 115(3), pp. 259-277.

Maddock, T., (1974). “The operation of a river-aquifer system under stochastic demand”, J. of water resources research, Vol. 10, No. 1, pp.15-23.

Morel-Seytoux, H. J., Daly, C., (1975). “A discrete kernel generator for stream-aquifer”, Water Resources Research, 11(6), pp. 968-972.

Morel-Seytoux, H.J., Illangaskare, T.H., (1986). “A discrete kernel simulation model for conjunctive management of a stream-aquifer system”, J. of Hydrology., Vol. 85, No. 3-4, pp. 319-338.

Nishikawa, T., (1998).  “Water resources optimization model for Santa Barbara, California”, J. Water Resources Planning and Mgmt., 124 (5), pp. 252-263.

Peterson, D. M., Wilson, J. L., (1988). “Variably saturated flow between streams and aquifers”, Tech. Completion Rep., New Mexico, Water Resources Research Institute, Socorro.

Ramireddygary, S.R. (2000). “Development and application of a comprehensive simulation model to evaluate impacts of watershed structures and irrigation water use on stream flow and groundwater”,  J. of Hydrology., 236, pp. 223-246.

Rumbaugh, J.O, Rumbaugh, D.B., (2004). Guide to Using Groundwater Vistas Version 4.0, ESI Environmental Simulation Inc., 367p.

Ruud, N.C., Naugle, A.W. and Harter, T. (1999). “A GIS-linked conjunctive use groundwater-surface water flow model for the Tule river basin, San Jaquin Valley California”, Proceeding of IAHS/IAHR Model Care99, Zurich, Switzerland, pp. 739-744.

Satti, S.R., Jacobs, J.M. (2004). “A GIS-based model to estimate the regionally distributed drought water demand ”,  Agricultural Water Management, 66, pp. 1-13.

Winter, T.C., (1999). “Relation of streams, lakes and wetlands to groundwater flow systems”,  J. of  Hydrology, 7,  pp. 28-45.

Woessner, W.W., (2000). “Stream and fluvial plain groundwater interactions: rescaling     hydrogeologic thought”, Ground Water, Vol. 38, pp. 423-429.