نشست زمین به عنوان یکی از پرمخاطره ترین پدیده های زیست محیطی می تواند به دلایل متعددی از جمله خالی شدن سفره آب و افت سطح آب های زیرزمینی رخ دهد. نشست با جابجایی های قایم زمین شروع شده و اغلب باعث ایجاد گودی، گودال یا شکاف های عمیق در سطح زمین می شود. وقوع این پدیده در اکثر موارد باعث ایجاد خساراتی می شود که عمدتا برگشت ناپذیر و پرهزینه اند. لذا بسیار مهم است که به منظور توسعه پایدار منطقه، قبل از وقوع نشست آن را بتوان به نحوی دقیق پیش بینی و کنترل نمود. در چند دهه اخیر، خشکسالی و برداشت بیش از حد منابع آب زیرزمینی و در نتیجه افت سطح ایستابی، به ویژه در مناطق خشک و کم باران، علت اصلی این پدیده در اغلب دشت های ایران بوده است. هدف از انجام این تحقیق محاسبه میزان نشست زمین ناشی از افت سطح ایستابی در دشت کاشان بوده است. بدین منظور با جمع آوری اطلاعات مورد نیاز، مدل سازی آب زیرزمینی به کمک نرم افزار GMS انجام شده و در نهایت میزان نشست طی 15 سال اخیر تعیین شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که نشست در منطقه مورد مطالعه، هم از نظر مقدار (از چند میلی متر تا چند سانتی متر) و هم از نظر وسعت روند افزایشی دارد. حداکثر میزان نشست برابر با 95/5 سانتی متر به دست آمده است. لذا بسیار ضروری است با مدیریت صحیح و نظارت بیشتر در خصوص برداشت آب های زیرزمینی منطقه، مطالعات علمی و اقدامات سریع به منظور تامین آب شرب و کشاورزی مورد نیاز از سایر روش های نظیر انتقال آب از دیگر مناطق انجام گیرد.

تغییراقلیم یکی از مهمترین چالش های پیش روی مدیریت منابع آب اعم از آب های سطح و آب های زیرزمینی است. هدف اساسی این تحقیق آشکارسازی تاثیر خشکسالی های ناشی از تغییراقلیم بر منابع آب زیرزمینی دشت بیرجند می باشد. در این راستا با استفاده از دو تست تحلیل روند ناپارامتریک تخمینگر شیب Sens و Man-Kendal برای آشکارسازی روند سطح ایستابی آب های زیرزمینی شهرستان بیرجند طی دوره آماری 1370-1395 بر اساس آمار سطح ایستابی 47 چاه مشاهداتی منطقه(سرشماری منابع آب) استفاده گردید. با استفاده از ماتریس همبستگی پیرسون، همبستگی بین عناصر اقلیمی (ایستگاه بیرجند) دما، بارش و تبخیر و تعرق پتانسیل با سطح ایستابی شهرستان بیرجند محاسبه گردید و براساس آن یک مدل رگرسیونی چندمتغییره برای مدل کردن سری زمانی سالانه سطح ایستابی در سطح اطمینان 95/0 توسعه داده شد. فاکتورهای اقلیمی دوره 2080-2065 با استفاده از خروجی مدل HadGEM2-Es از طریق مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG برای موقعیت ایستگاه بیرجند تحت دو سناریوی RCP8. 5 و RCp2. 6 شبیه سازی گردید و براساس مدل رگرسیون توسعه داده شده، سطح ایستابی آب شهرستان بیرجند شبیه سازی گردید. نتایج بیانگر آن بود که اولا در دوره پایه (1370-1395) سطح ایستابی آب منطقه با شیب سالانه 47 سانتیمتر در سال روند کاهشی داشته است. آنالیز همبستگی بیانگر آن بود که سه عنصر اقلیمی بارش، دما و تبخیر و تعرق در یک ترکیب خطی 75/0 از تغییرات سالانه آب زیرزمینی را مدلسازی کرده اند. نتایج مدل ریزمقیاس نمایی اجرا شده روی داده های HadGEM2-Es بیانگر آن بود که در دوره 2035-2065 تحت هر دو سناریوی مذکور سطح آب زیرزمینی منطقه بین 10 تا 13 متر نسبت به دوره پایه افت خواهد داشت که ناشی از افزایش تبخیر و تعرق و به تبع آن کاهش بارش موثر خواهد بود.

منطقه خشک زید آباد به عنوان یک قطب تولید پسته در سال های اخیر به دلیل بهره برداری بی رویه از منابع آب زیرزمینی با افت شدید سطح ایستابی و افزایش سریع شوری آب و عوارض تبعی آنها در توسعه کشاورزی روبرو شده است. هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثر افت سطح ایستابی در شوری آب زیرزمینی است. بدین منظور ابتدا روند تغییرات افت سطح و شوری آب زیرزمینی در یک دوره 10 ساله (1372-1382) بر اساس داده های 29 چاه پیزومتری و 20 چاه مشاهده ای تعیین گردید. سپس 18 نمونه آب در امتداد 6 ترانسکت طولی شرقی - غربی 3) نمونه از هر ترانسکت( تهیه و مقدار شوری آب در آزمایشگاه اندازه گیری شد. بین پارامترهای افت سطح ایستابی و شوری آب در امتداد هر ترانسکت ضریب همبستگی و همچنین تفاوت آماری ارتفاع سطح و شوری آب چاه های پیزومتری و مشاهده ای در طول دوره آماری با آزمون کای - اسکوئر بررسی گردید. نتایج حاصل از ضریب همبستگی نشان داد که اثر افت سطح ایستابی بر شوری آب زیرزمینی در امتداد ترانسکت های A، B، C و D معنی دار بوده، اما در امتداد ترانسکت های E و F معنی دار نمی باشد. این روابط محلی به ترتیب با اثر برداشت بیش از حد و اثر تغذیه فاضلاب های شهر سیرجان قابل تفسیر می باشد.

با افت سطح آب زیرزمینی، تنش موثر عمودی وارده بر لوله های جدار چاه (s”v) افزایش یافته و به همراه آن تنش موثر افقی (s”h) نیز افزایش می یابد که این افزایش تنش به لوله های جدار چاه های آب و اسکرین ها نیرو وارد نموده و می تواند موجب تخریب و گسیختگی لوله های جدار شود. در این تحقیق به بررسی نقش افت سطح ایستابی در افزایش تنش های وارده بر لوله های جدار و اسکرین های چاه های آب پرداخته شده است. در بررسی مقاومت تسلیم لوله های جدار و اسکرین ها و تلفیق محاسبات با مقادیر تنش های وارده از سفره به لوله ها، مشخص گردید که با افزایش افت سطح ایستابی به تدریج تنش های وارده بیشتر شده و در افت های بحرانی می تواند موجب تخریب لوله های جدار و اسکرین ها گردد. همچنین در این تحقیق نقش قطر، ضخامت و تعداد شکافها بر مقاومت اسکرین ها ارزیابی شده است. با توجه به نتایج این تحقیق، پیشنهاد می گردد که در دشت های مساله دار که آمار تخریب ها بالا بوده و افت سطح ایستابی زیادی دارند، برای افزایش مقاومت لوله ها، تا حد ممکن از لوله های جدار با قطر کمتر، ضخامت بیشتر ولی تعداد شکاف اسکرین های بیشتر و ضخامت فیلترپک بزرگتر استفاده گردد.

آب های زیرزمینی به عنوان یکی از منابآب های زیرزمینی به عنوان یکی از منابع آب شیرین در معرض برداشت بی رویه قرار دارند. آبخوان آزاد دشت دامغان که در مجاورت کویر مرکزی ایران قرار دارد، به علت برداشت های غیر اصولی با کسری مخزن روبرو شده است. این تحقیق به منظور تعیین میزان کسری مخزن برای جلوگیری از افت بیش از حد سطح ایستابی انجام شده است. در این بررسی با استفاده از روش فازی در قالب سه مدل به همراه نه زیر مدل مربوط به آن تهیه شده است. سه مدل براساس تغییرات سطح ایستابی در واحد متر در سه سطح افت کم ]7/0-0[، افت متوسط ]5/3-7/0[ و افت زیاد ]7-5/3[ از یکدیگر متمایز می شوند و در هر سه مدل میزان تغذیه و تغییرات افت سطح ایستابی به عنوان ورودی ها و کسری مخزن به عنوان خروجی تعیین شدند. در هر سه زیر مدل مربوط به یک مدل مقادیر 11، 21 و 31 میلیون متر مکعب به ترتیب به عنوان تغذیه طبیعی، و دو مقدار دیگر کسری مخزن بودند که در نه زیر مدل با نام مقادیر تغذیه وارد شدند. در ادامه برای تعیین کسری مخزن با در نظر گرفتن میزان سطح ایستابی به عنوان یک متغیر مقادیر متفاوتی برای خروجی بدست آمد؛ به طوری که در نهایت 12 نقطه از هر زیر مدل استخراج شد، سپس این نقاط با استفاده از توابع درجه دوم و درجه سوم مورد برازش قرار داده شدند. نتایج بدست آمده از نه زیر مدل نشان داد میزان تغذیه مناسب برای جبران کسری مخزن و جلوگیری از افت بی رویه سطح ایستابی 21 میلیون متر مکعب می باشد. ع آب شیرین در معرض برداشت بی رویه قرار دارند. آبخوان آزاد دشت دامغان که در مجاورت کویر مرکزی ایران قرار دارد، به علت برداشت های غیر اصولی با کسری مخزن روبرو شده است. این تحقیق به منظور تعیین میزان کسری مخزن برای جلوگیری از افت بیش از حد سطح ایستابی انجام شده است. در این بررسی با استفاده از روش فازی در قالب سه مدل به همراه نه زیر مدل مربوط به آن تهیه شده است. سه مدل براساس تغییرات سطح ایستابی در واحد متر در سه سطح افت کم ]7/0-0[، افت متوسط ]5/3-7/0[ و افت زیاد ]7-5/3[ از یکدیگر متمایز می شوند و در هر سه مدل میزان تغذیه و تغییرات افت سطح ایستابی به عنوان ورودی ها و کسری مخزن به عنوان خروجی تعیین شدند. در هر سه زیر مدل مربوط به یک مدل مقادیر 11، 21 و 31 میلیون متر مکعب به ترتیب به عنوان تغذیه طبیعی، و دو مقدار دیگر کسری مخزن بودند که در نه زیر مدل با نام مقادیر تغذیه وارد شدند. در ادامه برای تعیین کسری مخزن با در نظر گرفتن میزان سطح ایستابی به عنوان یک متغیر مقادیر متفاوتی برای خروجی بدست آمد؛ به طوری که در نهایت 12 نقطه از هر زیر مدل استخراج شد، سپس این نقاط با استفاده از توابع درجه دوم و درجه سوم مورد برازش قرار داده شدند. نتایج بدست آمده از نه زیر مدل نشان داد میزان تغذیه مناسب برای جبران کسری مخزن و جلوگیری از افت بی رویه سطح ایستابی 21 میلیون متر مکعب می باشد.

ارزیابی نوسانات سطح ایستابی در مناطق خشک و نیمهخشک کشور، نیازمند پیشبینی دقیق و کارآمدی از نوسانات آن میباشد. استفاده از روش های نوین از جمله الگوریتمهای فراابتکاری، شبکه های عصبی مصنوعی و روش های فازی، جهت تولید داده های سطح آب مصنوعی و پیشبینی آینده تراز سطح ایستابی به دلیل کارآیی بسیار بالای خود، بسیار کاربردی است. در پژوهش حاضر، با استفاده از روش های الگوریتمهای انتخابات و رقابت استعماری، شبکه عصبی مصنوعی، داده های ماهانه به مدت 9 سال و همچنین عمق سطح آب زیرزمینی 10 حلقه چاه مشاهدهای، به پیشبینی زماتی 7 ساله تراز سطح ایستابی دشت رشتخوار در استان خراسان رضوی پرداخته شد. بهمنظور آموزش مدلها از اطلاعات 10 چاه مشاهدهای که دارای آمار 9 ساله (93-1385) بودند استفاده گردید، بهنحوی که از 70 درصد داده ها به عنوان داده های آموزشی به مدل معرفی و 30 درصد داده ها به عنوان آزمون برای واسنجی بهکار گرفته شد. نتایج روش الگوریتم انتخابات، تراز سطح ایستابی آبخوان رشتخوار را برای سال 1400 را بین 14 و 5/16 متر در مناطق مختلف دشت پیشبینی کرد. براساس محاسبه های انجام شده و نتایج بهدست آمده از پارامترهای آماری، الگوریتم انتخابات به ترتیب با مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R2) و معیار نش-ساتکلیف (NSE)، 029/0، 90/0 و 73/0 نسبت به دو روش شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم رقابت استعماری، دارای توانایی قابل توجهی در پیشبینی تراز سطح ایستابی بود.

آب های زیرزمینی منبع بسیار مهمی برای تامین آب مصرفی در بخش های کشاورزی، صنعت و شرب دشت اردبیل است. از این رو، بررسی تغییرات منابع آب زیرزمینی در برنامه ریزی و مدیریت پایدار این منابع اهمیت فراوانی دارد. در این پژوهش، هدف سطح بندی وضعیت دهستان های موجود در دشت اردبیل به لحاظ بحران آب زیرزمینی و تغییرات آن طی سال های 1360 و 1391 است. بنابراین، از اطلاعات 39 چاه پیزومتری موجود در سطح دشت اردبیل (اخذ شده از سازمان آب منطقه ای) استفاده شد. با استفاده از تکنیک وزن دهی جمعی ساده فازی و روش های درون یابی، سطح ایستابی پیزومترها درون یابی و نحوه تغییرات سطح ایستابی آن ها طی این دو دوره نمایش داده شدند. سپس، نقشه نهایی فازی شده و وزن دار از دو نقشه سال 60 و سال 91 تهیه گردید. نتایج تحلیل، کاهش تقریبا 47 درصدی سطح ایستابی را در سال 1391 نسبت به سال 1360 نشان می دهد. سرانجام، با استفاده از اطلاعات به دست آمده می توان گفت که دهستان های شرقی، ویلکیج مرکزی و فولادلوی شمالی بیشترین تغییرات را به لحاظ افت سطح آب زیرزمینی داشته اند که قسمت شرق و جنوب شرق دشت را شامل می شوند. همچنین، دهستان های شمالی دشت نیز به سمت بحران پیش می روند که، با توجه به نقشه سطح کشت و تراکم چاه عمیق، برداشت بیش از حد از منابع آب زیرزمینی را در این ناحیه می توان عامل اصلی بحران قلمداد کرد.