ارزيابي اثرات خشكسالي انسان‌ساخت بر آب‌هاي زيرزميني، مطالعه موردي: زيرحوضه لنجانات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

در حال حاضر برداشت‌ها از منابع آبي به‌خصوص منابع آب زيرزميني به طرز چشمگيري افزايش‌يافته است. چراكه در اكثر مناطق خشك به‌علت نبود منابع آب سطحي تمامي فشار تأمين آب به اين منابع ارزشمند وارد مي‌شود. اما در بسياري از موارد اين فشار بيش از توان آبخوان است و باعث مي‌شود افت تراز آب زيرزميني و اتفاقاتي همچون فرونشست در آبخوان را شاهد باشيم. كشور ايران نيز جز مناطق خشك و نيمه‌خشك به‌حساب مي‌آيد و آبخوان‌هاي موجود درايران وضعيت مناسبي را تجربه نمي‌كنند. در ساليان اخير آبخوان‌هاي ايران غالباً به‌صورت پي‌درپي افت تراز آب زيرزميني را تجربه مي‌كنند. نكته حائز اهميت اين است كه بعضي از آبخوان‌ها نه‌تنها خشكسالي جوي را تجربه نكرده‌اند؛ بلكه با وجود ترسالي جوي دچار افت تراز آب زيرزميني شده اند. ازاين‌رو براي جلوگيري از اين افت‌هاي پي‌درپي و بهبود وضعيت آبخوان‌ها بايد مديريت منابع آب را در دستور كار قرار داده و تصميمات مؤثر و به موقعي گرفته شود. ازآنجا كه اجراي يك تصميم مديريتي در راستاي احيا آبخوان‌ها نيازمند هزينه‌هاي بسيار زياد و صرف زمان طولاني است، استفاده از مدل‌‌هاي عددي براي شبيه‌سازي آبخوان‌ها و ارزيابي اين تصميمات در قالب مدل، مي‌تواند بسيار سريع‌تر و با صرف هزينه حداقلي باشد. اما براي شبيه‌سازي يك آبخوان بايد از تمامي جهات مطالعه دقيقي انجام شود تا شبيه‌سازي به واقعيت نزديك باشد. در اين تحقيق به شبيه‌سازي آبخوان محدوده لنجانات واقع در زيرحوضه گاوخوني پرداخته شده است. مساحت بسيار زياد، وجود صنايع بزرگ ذوب‌آهن و فولاد مباركه و همچنين عبور رودخانه زاينده‌رود از محدوده لنجانات، اهميت آبخوان لنجانات را دوچندان كرده است. رودخانه زاينده‌رود به دليل ايجاد تبادل با آب زيرزميني يكي از چالش‌هاي مهم در اين شبيه‌سازي است. شبيه‌سازي اين آبخوان در نرم‌افزار GMS با بهره‌گيري از كد عددي MODFLOW و در دو حالت ماندگار و ناماندگار انجام شده است. شبيه‌سازي يك آبخوان زماني داراي اعتبار است كه بتواند بازه زماني‌هاي مختلفي از آبخوان را به‌درستي و نزديك به واقعيت شبيه‌سازي كند. ازاين‌رو در اين تحقيق مدل‌سازي آبخوان لنجانات در حالت ماندگار براي مهرماه سال 1389 و در حالت ناماندگار براي بازه زماني مهرماه 1396 تا شهريورماه 1398 انجام شده است. مدل‌سازي پس از كاليبراسيون نهايي شده و براي بازه زماني مهرماه 1398 تا شهريورماه 1400 صحت سنجي شده است. تراز آب زيرزميني محاسباتي و مشاهداتي در مهرماه 1389 به ترتيب 93/1779 متر و 89/1779 متر است كه نزديك بودن مدل‌سازي انجام شده به واقعيت را تأييد مي‌كند. خطاي مدل‌سازي بر اساس مجذور ميانگين مربعات خطا (RMSE) در حالت ماندگار تا 50 سانتي‌متركاهش يافت. اين عدد در حالت ناماندگار و صحت سنجي به ترتيب تا 83/1 متر و 57/2 متر كاهش يافت. ميزان خطا با معيار قراردادن متوسط خطاي مطلق (MAE) در حالت ماندگار، ناماندگار و صحت سنجي به ترتيب 39/0 متر، 47/1 متر و 07/2 متر بوده است. پس از تأييد اعتبار مدل مي‌توان به آن اتكا كرد و با اعمال سياست‌هاي مديريتي به مدل و بررسي نتايج حاصل در جهت بهبود وضعيت آبخوان به‌موقع تصميم‌گيري‌ كرد.5 سياست مديريتي در قالب سناريو به مدل معرفي شد كه با ملاحظات اجتماعي_اقتصادي نتايج بهترين سناريو اين بود كه تراز آب زيرزميني محاسباتي به طور ميانگين 3/3 متر افزايش مي‌يابد. اين سناريو با كاهش 10 درصدي ميانگين مصارف، هم‌زمان افزايش 20 سانتي‌متري هد رودخانه را پيشنهاد مي‌دهد. تحت اين سناريو تراز آب زيرزميني در گام آخر به ميزان تراز آب زيرزميني در مهرماه سال 1389 بسيار نزديك مي‌شود. در واقع اين پيشنهاد مي‌تواند احيا آبخوان در سال‌هاي آتي را عملي سازد. در نهايت با محاسبه شاخص خشكسالي SPI و مشخص‌شدن وضعيت جوي آبخوان لنجانات در ساليان اخير و بررسي نتايج مشخص شد كه آبخوان لنجانات با وجود تجربه جوي نرمال افت تراز آب زيرزميني را تجربه كرده است. نتايج نشان مي‌دهد آبخوان لنجانات را خشكسالي انسان‌ساخت تهديد مي‌كند و سناريو تعريف شده در راستاي كنترل خشكسالي انسان‌ساخت است و بايد به‌صورت جدي به آن پرداخته شود.

227111

مهندسي و مديريت منابع آب

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان