در امر مدیریت پایدار منابع آب تجدید پذیر در سطح یک آبخوان، تخمین بیلان آب زیرزمینی از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. بهره برداری های بیش از حد از این منابع آبی برای مصارف کشاورزی و خانگی، بیشتر در جوامعی همانند ایران رخ می دهد که اقتصادشان به طور عمده بر مبنای تولیدات کشاورزی می باشد. استفاده از تغییرات سطح آب زیرزمینی در دو دوره خشک و مرطوب سال  2یک روش معتبر برای محاسبه بیلان آب زیرزمینی می باشد. در این روش، وجود یک شبکه پیزومتریک که سطح آب زیرزمینی را با دقت خوبی اندازه گیری نماید، لازم و ضروری بوده، لذا در این تحقیق، روشی جهت بهینه نمودن شبکه پایش به طوری که بتوان بیلان آب زیرزمینی را با دقت مناسب تخمین زد، ارایه شده است. در این روش با استفاده از زمین آمار درجه اهمیت هر چاه مشاهده ای بررسی گردیده و تاثیر آن در تعیین بیلان آب زیرزمینی به دست می آید. به این ترتیب با استفاده از تجزیه و تحلیلهای صورت گرفته، می توان شبکه بهینه را به دست آورد. به منظور کاربرد و آزمایش روش پیشنهادی، دشت آستانه - کوچصفهان در استان گیلان به مساحت 1173 کیلومتر مربع انتخاب گردید. تعداد 57 چاه موجود بررسی زمین آماری شده و نیم تغییر نمای از نوع کروی بهترین نتیجه را نشان داد. نتیجه حاکی از این بود که شبکه بهینه حاصل با استفاده از نقاط اندازه گیری کمتر یعنی 33 چاه، می تواند مقدار بیلان آب زیرزمینی را بدون تغییر قابل ملاحظه ای به دست آورد.

در تعدادی از آبخوان های نیمه شمالی استان همدان کف شکنی چاه های بهره برداری در داخل سنگ کف، منجر به نشت گاز دی اکسید کربن به داخل آبخوان شده است. بررسی داده های سطح آب زیرزمینی در نزدیکی چاه های گازدار، بیانگر وجود رفتار غیرعادی در نوسان سطح آب زیرزمینی می باشد. مقایسه هیدروگراف چاه های مشاهده ای، شاخص تورم واریانس و شواهد صحرایی در مناطق گازدار با مناطق فاقد گاز نشان می دهد که رفتار غیرعادی مشاهده شده در نوسان سطح آب، تحت تاثیر متغیرهای بارش و برداشت از آبخوان نمی باشد. با توجه به ظرفیت خنثی کنندگی بالای pH در آبخوان ها و کاهش همبستگی PCO2 با pH و TDS در آب های گازدار نسبت به آب های فاقد گاز، عامل اصلی افزایش شوری در آب های گازدار، نفوذ آب شور عمیق همراه با گاز به داخل آبخوان می باشد. در واقع کف شکنی چاه های بهره برداری در داخل سنگ کف، از طریق کاهش فشار هیدرواستاتیک، سبب ورود آب شور گازدار به داخل آبخوان می شود. با شروع بهره برداری از چاه ها در فصل آبیاری، میزان تغذیه آبخوان توسط آب شور بر میزان تخلیه آن توسط چاه ها پیشی گرفته و در نتیجه سطح آب زیرزمینی در اطراف چاه های گازدار بالا می آید.

برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

دشت نیشابور در سال های اخیر با افت چشمگیر سطح آب زیرزمینی مواجه شده است. در نتیجه، نقش عوامل مدیریتی در این دشت دارای اهمیت می باشد. از آن جا که پراکندگی بارندگی و ویژگی های زمین شناسی، در نقاط گوناگون دشت متفاوتند، در این پژوهش برای بررسی اثر خشک و ترسالی ها بر نوسان های سطح آب زیرزمینی، ابتدا از بین چاههای مشاهده ای انتخاب شده در سطح دشت، با استفاده از تحلیل خوشه ای با کاربرد روش «وارد» (Ward)، 6 چاه مشاهده ای معرف برای هر خوشه از دشت انتخاب گردید (خوشه 1: سلطان آباد، خوشه 2: فیلخانه، خوشه 3: امان آباد، خوشه 4: اراضی مهندس، خوشه 5: امیرآباد و خوشه 6: حسین آباد جنگل). سپس میانگین بارندگی در طول دوره 85-1352 در هر کدام از خوشه ها با استفاده از روش IDW محاسبه شد. نتایج آزمون من- کندال نشان دادند که شیب سطح آب زیرزمینی در هر 6 چاه مشاهده ای برای ماههای گوناگون دارای روند منفی می باشد. لذا، روند از سطح آب زیرزمینی چاه مشاهده ای معرف هر خوشه به روش برون یابی منحنی روند حذف گردید. نتایج همبستگی پیرسون بین بارش و سطح آب زیرزمینی فاقد روند نشان دادند که اثرات بارندگی بر سطح آب زیرزمینی به صورت سالانه تکرار می گردد؛ لذا، برای یافتن اثرات خشکسالی و ترسالی بر سطح آب زیرزمینی، از شاخص SPI استفاده شد. نتایج تحلیل ها نشان دادند که برای خوشه 1 تا 6 بیش ترین R2 بین سطح آب زیرزمینی فاقد روند و SPI با مقیاس زمانی به ترتیب 54، 42، 36، 48، 36 و 36 ماهه برابر با 0.405، 0.434، 0.063، 0.248، 0.362 و 0.211 می باشند. نتایج نشان می دهند که خوشه امان آباد تحت تاثیر حرکت جریان های آب زیرزمینی، بویژه تغذیه و حرکت آب های زیرزمینی از بخش شرقی دشت و ارتفاعات بینالود قرار دارد.

در سال های اخیر، نوسان و بالا رفتن سطح آب زیرزمینی در دشت پارس آباد مغان منجر به بروز مشکلاتی نظیر زه دار شدن و شور شدن زمین های کشاورزی و نیز تخریب پی ساختمان های شهری و روستایی و نشست جاده ها و بناها در این مناطق گردیده است. در این تحقیق با در نظر گرفتن عوارض جغرافیایی و نحوه تاثیر آن بر نوسان سطح آب زیرزمینی از طریق سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) ، روند آن مدل سازی شده که با تغییر در نحوه سیستم آبیاری در منطقه می توان تاثیر این فرآیند را به حداقل رساند. برای پایش نوسان سطح آب زیرزمینی از آمار 30 حلقه چاه مشاهده ای به صورت برداشت های ماهانه، داده های زمین شناسی، توپوگرافی، خاک و منابع ارضی و داده های اقلیمی منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. با استفاده از این داده ها که متعلق به دوره آماری 92-81 می باشند، روند نوسان سطح آب زیرزمینی و هیدروگراف تراز رسم گردید. سپس ارتباط بین عوامل مختلف جغرافیایی و نوسان سطح آب زیرزمینی بررسی شده است. در این راستا همبستگی پیرسون و مدل رگرسیون چند متغیره بین عوامل موثر در نوسان آب زیرزمینی و تراز آب زیرزمینی به دست آمد که معیارهای عملکرد (R2=0.97 و  (RMSE=0.07در دوره آزمون نیز حاکی از کارایی این مدل می باشند. نتایج به دست آمده نشان دهنده افزایش روند سطح آب زیرزمینی در این دشت می باشد که جریان آب زیرزمینی از جنوب به سمت شمال و خصوصا شمال شرقی می باشد. در این میان عوامل ارتفاع، شیب، جنس زمین (تخلخل و قابلیت انتقال) با تاثیرگذاری بیش تر و نفوذپذیری، بارش و تبخیر با تاثیرگذاری کم تر و عمق آب زیرزمینی نیز بی تاثیر در نوسان آب زیرزمینی شناسایی شده اند. با اعمال زهکشی های مداوم در اکثر نقاط دشت و تغییر سیستم آبیاری از سنتی به مکانیزه می توان از شور شدن خاک های مزروعی و نشست برخی منازل جلوگیری نمود.

طی دهه­های اخیر تغییر در اقلیم و معیارهای اجتماعی در راستای برداشت بی­رویه از منابع آب زیرزمینی منجر به افت شدید سطح آب زیرزمینی و کاهش آبدهی چشمه­های کارستی شده است. چشمه­هایی که دارای حوضه آبگیر کوچک­تر هستند، یا بخشی از حوضه آبگیر آن­ها در آبرفت­ قرار دارد و یا ارتباط بیشتری بین آبخوان کارستی و آبرفتی برقرار است، چشمه­های آسیب ­پذیرتری در برابر فعالیت های انسانی هستند. برای ارزیابی این اثرات، چشمه­های کارستی نواحی مرکزی استان کرمانشاه که روند کاهش آبدهی آن­ها قابل مشاهده است بررسی شده و در نهایت چهار چشمه در منطقه که خشک شده­اند، به­صورت دقیق­تر مورد مطالعه قرار گرفته که نشان­دهنده ارتباط معناداری بین سطح آب در آبرفت­های اطراف و آبدهی چشمه است. هدف از مطالعه برآورد حداقل سطح آب زیرزمینی به­منظور حفظ آبدهی چشمه­های کارستی می­باشد. ­براساس یافته­ها اگر سطح آب زیرزمینی اطراف چشمه­های خضرالیاس به 1303 متر بالاتر از سطح دریا، یاوری به 1305 متر، نیلوفر به 1311 متر و تیران به 1340 متر و یا کمتر برسد این چشمه­ها فاقد آبدهی می­شوند و هر زمانی که به بیشتر از این سطح (MAGWL، حداقل مجاز سطح آب زیرزمینی) برسد به­صورت موقتی دارای آبدهی می­شوند. این روابط به صورت فرمول ارایه شده است، راه حفظ چشمه­ها سعی در نگه داشتن سطح آب زیرزمینی مناطق اطراف آن­ها در یک حد مشخص است. متوسط افت سالانه سطح آب زیرزمینی در محدوده میانراهان 18، کرمانشاه 41، روانسر 25 و ماهیدشت 142 سانتی­متر ثبت شده است. لذا نیاز به مدیریت و کنترل برداشت­ از آن­ها به شدت احساس می­شود.

شبیه سازی عددی نوسانات سطح آب های زیرزمینی ابزاری کارآمد جهت مدیریت منابع آب است. در این پژوهش تغییرات سطح ایستایی آبخوان شهداد در استان کرمان با استفاده از نرم افزار GMS و مدل MODFLOW شبیه سازی و موردبررسی قرار گرفت و تغییرات سطح ایستابی آبخوان بیانگر افت سطح ایستابی در قسمت شمال، شرق، جنوب و قسمتی از نواحی مرکزی آبخوان است. برای واسنجی مدل از داده های اندازه گیری شده ماهانه تراز آب در سال های 1392 تا 1393 و برای صحت سنجی از آمار ماهانه سال آبی 1393-1395 استفاده شد. تخمین پارامترهای آبخوان شامل هدایت هیدرولیکی، ضریب ذخیره و میزان تغذیه با روش مدل سازی معکوس و استفاده از کد PEST انجام پذیرفت. مقدار ضریب تبیین در مرحله صحت سنجی، برای مدل 95/0 به دست آمد که بیانگر انطباق قابل قبول داده های مشاهداتی و محاسباتی در دوره صحت سنجی و قابلیت مدل در پیش بینی تغییرات سطح ایستابی آبخوان است. با انجام آنالیز حساسیت، مشخص شد مدل نسبت به پارامتر دبی خروجی از چاه های بهره برداری بیش از تغذیه سطحی و ضریب هدایت هیدرولیکی حساسیت دارد و جهت کاهش افت سطح ایستابی لازم است میزان برداشت ماهانه از چاه های بهره برداری 30 درصد کاهش یابد.

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.

در این مطالعه تغییرات سمت و سرعت جریان و نوسان سطح آب در مصب رودخانه جزر و مدی اروندرود مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از مدل سه بعدی و هیدرودینامیکی کوهیرنس استفاده شده است که در آن معادله پیوستگی، معادلات ناویراستوکس در سه بعد و معادله های انتقال شوری و دما به روش جداسازی به هنگام می شوند. در مدل از مختصات دکارتی برای راستای افق و از مختصات سیگما با سه لایه برای راستای قائم استفاده شده است. شرایط مرزی اعمال شده شامل تغییرات دما، شوری و دبی برای مرز باز رودخانه و تغییرات دما و شوری و اعمال مولفه های جزر و مدیO1, S2, M2  و K1 برای مرز باز دریا در مدل به کار گرفته شده است. همچنین پارامتر های میانگین شده ماهیانه جوی (سرعت و سمت باد، دمای هوا، بارش، رطوبت نسبی و پوشش ابر) در مدل اعمال شده است. در این مدل از شبکه یکنواخت به ابعاد 690×491 استفاده شده است که منطقه ای در حدود 40-55 کیلومتر مربع از مصب رودخانه اروندرود را تحت پوشش قرار داده است. شروع اجرای مدل سپتامبر سال 2009 بود. از آنجایی که در شرایط اولیه، سرعت ها صفر و همچنین دما و شوری برای کل محیط یکنواخت وارد شده بود، لذا مدل برای یک ماه بدون دریافت خروجی و صرفا جهت پایداری اجرا شد. خروجی های ماه های اکتبر و نوامبر نشان می دهند که حداکثر سرعت جریان در د هانه در زمان مهکشند هنگام جزر رخ می دهد که به 0.95 متر بر ثانیه می رسد. به منظور صحت سنجی، سرعت جریان، جهت جریان و نوسانات سطح آب در آبان ماه 1386 در مصب رودخانه اندازه گیری شد. علاوه بر این نتایج مدل برای نوسان سطح آب کاملا با جداول پیش بینی جزر و مد آدمیرالیتی تطابق دارند. مقایسه نتایج مدل با داده های اندازه گیری شده تطابق زیادی را نشان می دهند.