بهره برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی در مناطق خشک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد/ دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد/ منابع آب، مدرس دانشگاه آزاد اسلامی واحد تفت، تفت، ایران

چکیده

یکی از جنبه‌های مدیریت جامع منابع آب، بحث بهره‌برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی است. در این مقاله موضوع بهره‌برداری تلفیقی در مناطق خشکی که فقط دارای منبع آب سطحی انتقالی بوده و فاقد دیگر منابع آب سطحی میباشند، مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور ابتدا آب زیرزمینی منطقه توسط مدل Modflow-Pmwin شبیه سازی شده است. از نتایج حاصل از مدل شبیه‌سازی، در تدوین مدل بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک استفاده گردیده و گزینه‌های مختلف در جهت بهره‌برداری بهینه از منابع آب بررسی می‌شوند. هدف اصلی از مدل بهینه‌سازی، تدوین الگوی ماهانه برداشت از منابع آب سطحی انتقالی و زیرزمینی در راستای تامین نیاز آبی در تمامی ماهها با محوریت کنترل سطح آب زیرزمینی منطقه می‌باشد. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، آبخوان شهر یزد است. نتایج مدل بهینه‌سازی نشان می‌دهد که با انتقال مقادیر آب سطحی فعلی به منطقه (حداکثر 50 میلیون متر مکعب در سال)، تامین آب 100% در تمامی ماهها، همراه با کاهش افتی در حدود 2 متر در سطح آب زیرزمینی، در طول 5 سال میباشد. چنانچه سالیانه 40 درصد به حجم آب سطحی انتقالی افزوده شود، علاوه بر تامین آب در کلیه ماهها، کاهش سالیانه سطح آب در آبخوان منطقه به صفر می‌رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Conjunctive use of Surface and Ground Water Resources in Arid Regions

نویسندگان [English]

  • A Shamsai 1
  • A Forghani 2
1 Professor, Civil Engineering Department, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
2 M.Sc in Water Resources, Lecturer of Islamic Azad University, Taft branch, Taft, Iran,
چکیده [English]

Conjunctive use of surface and ground water resources is one of the aspects of integrated water resources management. In this paper, conjunctive use of water resources has been studied for arid regions in which the only source of surface water is the water transferred into the region. For this purpose, first, the region's groundwater has been simulated using the Modflow-Pmwin model. The results have then been used to develop an optimization model with a genetic algorithm and different alternatives have been investigated toward optimal use of water resources. Obtaining monthly patterns for water withdrawal based on controlling an aquifer's level is the main objective of the optimization model. Yazd's aquifer in central Iran has been selected as the case study.
The results of the optimization model showed that supplying all the demands considering the present condition for the imported surface water (max 50 MCM annually), will cause a 2 meter fall in the aquifer's level in 5 years. An annual increase of 40 percent in the amount of imported surface water should be reached in order to meet all the demands with negligible drop in the aquifer's level .

کلیدواژه‌ها [English]

  • Conjunctive use
  • Simulation
  • optimization
  • Interbasin transfer
  • Genetic algorithm
سازمان آب منطقه­ای یزد، www.yazdwater.ir.
مهندسین مشاور آبخوان. (1380) ،"گزارش مطالعات آبهای زیرزمینی یزدگرد".
Deepak Khare, Jat M.K., and Ediwahyunan. (2006), “Assessment of Conjunctive Use Planning Options: A Case study of Sapon Irrigation Command Area of Indonesia” Journal of Hydrology ,328, pp. 764-777
Karamouz, M., Rezapourtabari, M., Kerachian, R., and Zahraie, B. (2005), “ Conjunctive Use of surface and groundwater Resources with Emphasis on Water Quality” ASCE, Journal of Water Resources Planning and Management, May15-19.
Matsukava, J., Finney, B., and Willis, R. (1992), “Conjunctive-Use planning in Mad river basin, California”, ASCE, Journal of water resources planning and management, Vol.118, No.2, march-april.
Meybodi, M.Z. (2001), “A Simulation Approach to Probabilistic Production Planning Problem,” Proceedings of the Decision Sciences Institute, San Francisco, pp. 728-730
Narayan Sethi, Sudhindra N. panda, and Manoj  K. Nayak. (2006), “Optimal crop planning and water resources allocations in a coastal ground water basin, Orissa, India” Agricultural water management, 31 January pp. 209-220.
Safavi, H.R., Darzi, F., and Marino, M.A. (2009), “Simulation-Optimization Modeling of Conjunctive Use of Surface Water and Groundwater”, Water Resources Management, 2010, vol 24, no 10, pp. 1965-1988
Safavi, H.R., and Bahreini, G.R. (2009), “Conjunctive simulation of surface water and ground water resources under uncertainty”, Iran J Sci Technol Trans B 33(B1), pp.79-94
Yang, J.P., and Soh, C.K. (1997), “Structure optimization by genetic algorithms with tournament selection”, Journal of computing in civil engineering”, ASCE, Vol. 11, No. 3, pp. 195-200.
Young, R.A. and Bredehoft, D. (1972), “Digital computer simulation for solving”, Water Resources Research, Vol. 8, No. 3, pp.533-556.