شبیه‌سازی عددی آبخوان نمدان در استان فارس ایران: بررسی اثرات مدیریت آب سبز در احیاء آبخوان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشکده مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

افزایش در رشد جمعیت و برنامه‌های توسعه اقتصادی موجب تشدید فشارها بر منابع آب شده و تعادل سیستم‌های آب سطحی و بخصوص زیرزمینی را با چالش‌های جدی مواجه نموده است. این امر در سال‌های اخیر موجب توجه به آب سبز بعنوان یکی از منابع آب شیرین شده و بهجهت مدیریت علمی و عملی آن،اقدامات مختلف صورت گرفته است. اقدامات مدیریت آب سبز بر هر دو منابع آب سطحی و زیرزمینی اثر می‌گذارند و می‌تواند در جهت احیاء آبخوان‌ها موثر باشند. در این تحقیق با استفاده مدل مادفلو در محدوده مطالعاتی نمدان در حوضه طشک ـ بختگان استان فارس واقع در کشور ایران، اثرات این اقدامات مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل مادفلو پس از توسعه، در دو حالت دائمی و غیردائمی برای دوره هفت‌ساله (1391-1385)، واسنجی و برای دوره سه ساله (1394-1391) صحت‌سنجی شد. سپس اثرات اقدامات مالچ، خطوط سنگی، تراس و کانتور بر روی بیلان و تراز سطح آبخوان بررسی گردید. نتایج نشان داد اقدام مالچ به طور متوسط با افزایش ذخیره سالانه 2/4 درصد و تراس با افزایش 4 درصد آب در آبخوان، بیشترین تاثیر را بر آبخوان داشته‌اند که می‌تواننداقدامات مناسبی برای احیاء آبخوان در طرح‌هایی از جمله طرح احیاء و تعادل‌بخشی آبخوان‌ها در ایران،تلقی شوند ولی برای تحقق اهداف احیاء،کافی نیستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical simulation of Namdan aquifer in the Fars province of Iran: Assessment of green water management impacts on the aquifer restoration

نویسندگان [English]

  • Hamed Ketabchi 1
  • Roohangiz Nik-Khah 2
  • Saeid Morid 3
1 Assistant Prof., Water Resources Eng. Dept., Tarbiat Modares Univ., Tehran, Iran
2 M.Sc., Water Resources Engineering Dept., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Professor, Water Resources Engineering Dept., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Population growth and economic developing programs have increased the pressures on water resources and faced the serious challenges in the balance of surface water and especially groundwater systems. In recent years, this has led to the consideration of green water as one of fresh water sources while various acts have taken for its scientific and practical management. Green water management acts affect both surface water and groundwater resources and can be effective in aquifer restoration plans. In this research, the effects of these acts in the study area of Namdan located in the Tashk- Bakhtegan basin in Fars province of Iran have been evaluated using MODFLOW model. After MODFLOW model development, it was calibrated for seven years (2006-2013) and validated for three years (2013-2016) periods in both steady and unsteady conditions. Then, the effects of mulch, stone lines, terraces and contour acts on the balance and the water level of the aquifer were investigated. The results showed that the mulch with the average of an annual increase of 4.2% in storage and terrace with an increase of 4% of stored water in the aquifer have had the greatest impact on the aquifer, which can be suitable acts for the aquifer restoration under plans such as aquifer restoration plan of Iran but they are not enough to cover the restoration objectives.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Green water
  • Groundwater
  • Aquifer restoration plan
  • MODFLOW Model
  • Water Resources Management

Abouabdillah A, White M, Arnold J, De Girolamo A, Oueslati O, Maataoui A, Lo Porto A (2014) Evaluation of soil and water conservation measures in a semi‐arid river basin in Tunisia using SWAT. Soil use and management 30(4):539-549

Akombo RA, Luwesi CN, Shisanya CA, Obando JA (2014) Green water credits for sustainable agriculture and forestry in arid and semi-arid tropics of Kenya. Journal of Agri-Food and Applied Sciences 2(4):86-92

Aquifer Restoration Plan (2014) Ministry of Energy, Water Assistance (In Persian)

Bailey RT, Wible TC, Arabi M, Records RM, Ditty J (2016) Assessing regional-scale spatio-temporal patterns of groundwater–surface water interactions using a coupled SWAT-MODFLOW model. Hydrological Processes 30:4420-4433

Brandsma J, van den Eertwegh G, Droogers P (2013) Green and blue water resources and management scenarios using the SWAT model for the upper Duhe basin, China feasibility study

Delavar M, Morid S, Morid R (2017) Basin-wide water accounting based on modified SWAT model (SWAT-FARS): an application for the Tashk-Bakhtegan Basin, Iran. International Soil and Water Assessment Tool Conference, 28-30 Jun., Warsaw, Poland

Doherty J (2005) PEST: Model Independent Parameter Estimation, User Manual, fifth edition. Watermark Numerical Computing

Farhoudi-Hafdaran R, Ketabchi H (2017) Numerical simulation of Urmia lake and Ajabshir coastal aquifer interaction. Journal of Iran-Water Resources Research (Accepted) (In Persian)

Fars Regional Water Authority (2016) Updating water resources studies report of Tashk- Bakhtegan and Maharlou lakes river basin. Iran Water Resources Management Company, Ministry of Energy (In Persian)

Hanjra MA, Qureshi ME (2010) Global water crisis and future food security in an era of climate change. Food Policy 35(5):365-377

Harbaugh AW (2005) MODFLOW-2005, the US Geological Survey modular ground-water model: the ground-water flow process: US Department of the Interior, US Geological Survey Reston, VA, USA

Hunink J, Droogers P, Kauffman S, Mwaniki B, Bouma J (2012) Quantitative simulation tools to analyze up-and downstream interactions of soil and water conservation measures: Supporting policy making in the Green Water Credits program of Kenya. Journal of environmental management 111:187-194

Kauffman S, Droogers P, Hunink J, Mwaniki B, Muchena F, Gicheru P, Bindraban P, Onduru D, Cleveringa R, Bouma J (2014) Green water credits–exploring its potential to enhance ecosystem services by reducing soil erosion in the upper Tana basin, Kenya. International Journal of Biodiversity Science, Ecosystem Services & Management 10(2):133-143

Ketabchi H, Ataie-Ashtiani B (2011) Development of combined ant colony optimization algorithm and numerical simulation for optimal management of coastal aquifers. Iran-Water Resources Research 7(1):1-12 (In Persian)

Ketabchi H, Ataie-Ashtiani B (2015a) Assessment of a parallel evolutionary optimization approach for efficient management of coastal aquifers. Environmental Modelling & Software 74:21-38

Ketabchi H, Ataie-Ashtiani B (2015b) Coastal groundwater optimization—advances, challenges, and practical solutions. Hydrogeology Journal 23(6):1129-1154

Ketabchi H, Ataie-Ashtiani B (2015c) Evolutionary algorithms for the optimal management of coastal groundwater: A comparative study toward future challenges. Journal of Hydrology 520:193-213