بررسی تاثیر الگوی کشت روی تغییرات تراز آب زیرزمینی در بخشی از آبخوان دشت مشهد - چناران

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

چکیده

تراز آب زیرزمینی یکی از مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار روی آبدهی قنوات، جلوگیری از فرونشست زمین و تغذیه رودخانه‌های دائمی است. مدل‌سازی اعمال سناریوهای مدیریتی روی این پارامتر می‌تواند ابزاری مناسب برای مدیران در برنامه‌ریزی دقیق و بهره‌برداری بهینه و منطبق بر پایداری آبخوان باشد. لذا هدف از این پژوهش بررسی تأثیر اجرای الگوی کشت روی تغییرات تراز آب زیرزمینی با استفاده از مدل GMS در بخشی از آبخوان دشت مشهد - چناران است. برای این منظور از مدل Modflow در بسته نرم‌افزاری GMS استفاده شد و لایه چاه‌های مشاهده‌ای، لایه مقادیر برداشت، لایه تغذیه آبخوان،لایه مرز آبخوان، لایه سنگ کف آبخوان برای مدل تهیه گردید و به‌عنوان پوشش به مدل معرفی شد. سپس مدل واسنجی و ارزیابی گردید و مقادیر تراز آب زیرزمینی شبیه‌سازی شد. پس از شبیه‌سازی تراز آب زیرزمینی سناریو مدیریتی کاهش شش درصد آب مصرفی که در برنامه الگوی کشت به آن اشاره‌شده است به مدل GMS وارد شد و میزان تأثیر آن روی تراز آب زیرزمینی برآورد شد. نتایج نشان داد مدل GMS توانایی خوبی برای شبیه‌سازی تراز آب زیرزمینی در محدوده‌های موردمطالعه دارد و مقدار MAE و RMSE به ترتیب 746/0 و 88/0 برای حالت پایدار و در حالت ناپایدار به ترتیب 4/1 و 2/2 به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد کاهش شش‌درصدی آب مصرفی در بخش کشاورزی روی تراز پیزومترها به‌طور متوسط حدود 5 تا 15 سانتیمتر بوده است و باعث بالا آمدن تراز آب زیرزمینی در محدوده‌های موردمطالعه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


بانژاد، حسین، محب‌زاده، حمید، قبادی، محمدحسین، و حیدری، مجید (1392). شبیه‌سازی عددی جریان و انتقال آلودگی در آب‌های زیرزمینی مطالعه موردی: آبخوان دشت نهاوند. دانش آب و خاک، 23(2)، 43-57.
بیات ورکشی، مریم، و فصیحی، روژین (1397). مقایسه مدل‌ عددی، روش‌های هوشمند عصبی و زمین آمار در تخمین سطح آب زیرزمینی. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. ۱۸ (۴۸)، ۱۶۵-۱۸۲. doi:10.29252/jgs.18.48.165
خزایی، مجید، صالح، ایمان، چاکرالحسینی، محمدرضا، فرزین، محسن (1402). تأثیر قیمت آب تحت سناریوهای مختلف تخصیص بر بهره‌وری اقتصادی الگوی کشت. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 3(3)، 196-211.                                       doi:10.22098/mmws.2022.11764.1166
دستواره، جلیل، ناصریان اصل، زهرا، حسنوند، هانیه، و امیری دوماری، سحر (1399). مدل‌سازی تراز آب زیرزمینی و بررسی وضعیت آبخوان دشت میناب. جغرافیا و روابط انسانی، 3(2)، 50-59. doi:10.22034/gahr.2020.247817.1442
دوستی رضایی، مهرنگ، زینال‌زاده، کامران، بشارت، سینا، و امیرعطایی، بابک (1401). تأثیر سناریوهای مدیریتی و اقلیمی در تغییرات سطح آب زیرزمینی (مطالعه موردی مدل‏سازی عددی در آبخوان دشت سلماس). آبیاری و زهکشی ایران، 16(2)، 280-293.dor: 20.1001.1.20087942.1401.16.2.2.1
سعیدپناه، ایرج، و محمدزاده روفچایی، سمیه (1398). حل دقیق پاسخ جریان آب زیرزمینی در آبخوان بسته به تغییرات سطح آب رودخانه. اکوهیدرولوژی، 6(4)، 957-968. doi: 10.22059/ije.2019.282765.1132
شیخابگم قلعه، سیمین، بابازاده، حسین، رضایی، حسین، سرایی تبریزی، مهدی (1402). مدل‌سازی عددی و تحلیل روند وضعیت کمی آبخوان مهاباد. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 3(2)، 1-17.doi:10.22098/mmws.2022.11275.1113
صالحی شفا، نیما، بابازاده، حسین، آقایاری، فیاض، صارمی، علی، غفوری، محمد‌رضا، صفوی، مسعود و پناهدار، علی (1401). تدوین الگوی کشت بهینه به‌منظور مدیریت تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت شهریار. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 3(2)، 235-217، doi:10.22098/mmws.2022.11792.1169
عدالت، علی، خداپرست، مهدی، و رجبی، علی محمد (1400). بررسی اثرات تغییر تراز آب زیرزمینی آبخوان بر پدیده فرونشست و راهکارهای تعادل بخشی آبخوان (مطالعه موردی؛ دشت علی‌آباد قم). مهندسی عمران امیرکبیر، 53(5)، 2023- 2042. . doi: 10.22060/ceej.2020.17275.6511
فلاحی، محمد معین، شعبانلو، سعید، رجبی، احمد، یوسفوند، فریبرز، و ایزدبخش، محمد علی (1401). اثر تغییر اقلیم بر تغییرات تراز آب زیرزمینی براساس گزارش پنجم کمیته بین‌الدول تغییر اقلیم در آبخوان رزن. تحقیقات آب و خاک ایران، 53(5)، 993-1008. doi:10.22059/ijswr.2022.337121.669179
قبادیان، رسول، فتاحی چقابگی، علی، و زارع، محمد (1393). تأثیر احداث شبکه آبیاری و زهکشی سد گاوشان بر منابع آب زیرزمینی دشت میان دربند با استفاده از مدل GMS 6.5. پژوهش آب در کشاورزی، 28(4)، 759-772. doi: 10.22092/jwra.2015.100830
مسلمی، حمید (1398). ارزیابی بحران آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک (مطالعه موردی: دشت جغین و توکهور). علوم مهندسی و آبیاری، 42(3)، 31-46. doi: 10.22055/jise.2017.19218.1384
مهدوی، تقی، و حسینی، سید عباس (1397). سیاست‌ها و حکمرانی آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، (با مرور بر سیاست‌های رایج در کشورهای توسعه یافته). آب و توسعة پایدار، 5(2)، 129-140. doi:10.22067/jwsd.v5i2.67197
ولایتی، سعداله، طالشی، مصطفی، و شریفی‌مقدم ریابی، مرضیه (1388). علل کاهش آبدهی قنوات دشت گناباد و پیامدهای اجتماعی اقتصادی آن. جغرافیا، (20-21)، 47-66.
 
 
References
Banejad, H., Mohebzadeh, H., Ghobadi, A.G., & Heydari, M. (2013). Numerical simulation of the flow and contaminant transport in groundwater, Case study: Nahavand Plain Aquifer. Water and Soil, 23(2), 43-57. [In Persian]
Bayat, M., Eslamian, S., Shams, G., & Hajiannia, A. (2020). Groundwater level prediction through GMS Software–Case study of Karvan area, Iran. Quaestiones Geographicae, 39(3), 139-145. doi: https://doi.org/10.2478/quageo-2020-0028
Bayatvarkeshi M., & Fasihi R. (2018). Comparison of numerical model, neural intelligent and GeoStatistical in estimating groundwater table. Journal of Applied Researches in Geographical Sciences, 18(48), 165-182. doi:10.29252/jgs.18.48.165 [In Persian]
Bohidar, A.K., & Ahmad, I. (2021). Development of conceptual model and groundwater flow modeling using GMS software: A case study for Dharsiwa Block, Chhattisgarh, India. In Groundwater Resources Development and Planning in the Semi-Arid Region, 151-164. Springer, Cham. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-68124-1_8
Condon, L. E., Kollet, S., Bierkens, M. F., Fogg, G. E., Maxwell, R. M., Hill, M. C., Fransen, H. H., Verhoef, A., Loon, A. V., Sulis, M., & Abesser, C. (2021). Global groundwater modeling and monitoring: Opportunities and challenges. Water Resources Research57(12), e2020WR029500.‏ doi:  https://doi.org/10.1029/2020WR029500
Dastvareh, J., Naserianasl, Z., hasanvand, H., & Amiri Domari, S. (2020). Modeling groundwater level and investigating the aquifer status of Minab plain. Geography and Human Relationships, 3(2), 50-59. doi:10.22034/gahr.2020.247817.1442.[In Persian]
Dousti Rezaie, M., Zeinalzadeh, K., Besharat, S., & Amirataee, B. (2022). Effects of management and climate scenarios on groundwater level changes: Case numerical modeling study in Salmas Plain Aquifer. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 16(2), 280-293. dor: 20.1001.1.20087942.1401.16.2.2.1 [In Persian]
Edalat, A., khodaparast, M., & Rajabi, A.M. (2021). Investigating the effect of aquifer water table variation on the subsidence phenomenon and balancing strategies of the aquifer (Case study: Ali-Abad Plain, Qom). Amirkabir Journal of Civil Engineering53(5), 2023-2042. doi:10.22060/ceej.2020.17275.6511. [In Persian]
Fallahi, M.M., Shabanlou, S., Rajabi, A., Yosefvand, F., & Izadbakhsh, M.A. (2022). The impact of climate change on groundwater level changes in future periods based on fifth report of ICCP (Case study: Razan Aquifer). Iranian Journal of Soil and Water Research53(5), 993-1008. doi:10.22059/ijswr.2022.337121.669179. [In Persian]
Ghobadian, R., Fatahi, A., & Zare, M. (2014). Studying the effects of gavoshan dam's irrigation and drainage network on groundwater of miandarband plain using GMS 6.5 model. Journal of Water Research in Agriculture, 28(4), 759-772. doi:10.22092/jwra.2015.100830. [In Persian]
Karimi, L., Motagh, M., & Entezam, I. (2019). Modeling groundwater level fluctuations in Tehran aquifer: results from a 3D unconfined aquifer model. Groundwater for Sustainable Development, 8, 439-449 .doi:https://doi.org/10.1016/j.gsd.2019.01.003
Khanlari, G., Heidari, M., Momeni, A.A., Ahmadi, M., & Taleb Beydokhti, A. (2012). The effect of groundwater overexploitation on land subsidence and sinkhole occurrences, western Iran. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 45(4), 447-456.‏ doi: https://doi.org/10.1144/qjegh2010-069
Khazaei, M., Saleh, I., Chakeralhoseini, M., & Farzin, M. (2023). Effect of water price under different allocation scenarios on crop pattern economic productivity. Water and Soil Management and Modelling, 3(3), 196-211. doi: 10.22098/mmws.2022.11764.1166. [In Persian]
Mahdavi, T., & Hoseyni, S.A. (2019). Groundwater policies and governance in arid and semi-arid regions, (reviewing current policies in developed countries). Journal of Water and Sustainable Development, 5(2), 129-140. doi: 10.22067/jwsd.v5i2.67197. [In Persian]
Moslemi, H. (2019). Assessment of groundwater crisis in arid and semiarid areas (Case study: Jaghin and Tokahor Plain). Journal of Irrigation Sciences and Engineering (Scientific Journal Of Agriculture), 42(3), 31-46. doi: 10.22055/jise.2017.19218.1384. [In Persian]
Pathak, R., Awasthi, M.K., Sharma, S.K., Hardaha, M.K., & Nema, R.K. (2018). Ground water flow modelling using MODFLOW-A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(2), 83-8.‏ doi: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.702.011
Saeedpanah, I., & Mohammadzade Roofchaee, S. (2019). Exact solution of groundwater flow response in a confined aquifer to variation in river level. Iranian Journal of Ecohydrology6(4), 957-968. doi:10.22059/ije.2019.282765.1132. [In Persian]
Salehi Shafa, N., Babazadeh, H., Aghayari, F., Saremi, A., Ghafouri, M. R., Safavi, M., & Panahdar, A. (2022). Formulation of an optimized cropping pattern in order to manage groundwater level changes in Shahriar Plain. Water and Soil Management and Modelling3(2), 217-235. doi:10.22098/mmws.2022.11792.1169 [In Persian]
Sheikha BagemGhaleh, S., Babazadeh, H., Rezaei, H., & Sarai Tabrizi, M. (2023). Numerical modeling and trend analysis of Mahabad Aquifer Quantitative Status. Water and Soil Management and Modelling3(2), 1-17. doi:10.22098/mmws.2022.11275.1113. [In Persian]
Singh, A. (2014). Groundwater resources management through the applications of simulation modeling: A review. Science of the Total Environment499, 414-423.‏ doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.05.048
Song, G., Huang, J.T., Ning, B.H., Wang, J.W., & Zeng, L. (2021). Effects of groundwater level on vegetation in the arid area of western China. China Geology, 4(3), 527-535. doi: https://doi.org/10.31035/cg2021062
Velayati, S., Talesh, M., & Sharifi Moghadam, M.. (2009). The analysis of decreasing water in Gonabad plain subterranean canals. Geography, 7(20-21), 47-66. [In Persian]
Wang, X., Xiao, C., Yang, W., Liang, X., Zhang, L., & Zhang, J. (2023). Analysis of the quality, source identification and apportionment of the groundwater in a typical arid and semi-arid region. Journal of Hydrology625, 130169.‏ doi:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.130169
Zhao, X., Ding, F., Xu, J., & Zhang, J. (2021). Evaluation of groundwater exploitation scheme in water source area of kang ping power plant based on GMS. In Journal of Physics: Conference Series, 1838(1), 012049 IOP Publishing. doi: 10.1088/1742-6596/1838/1/012049