تحقیقات منابع آب ایران
سال:1391 | دوره:8 | شماره:1 (مسلسل 23) |تعداد مقالات:11

آبخوان آزاد اوان یکی از مخازن زیرزمینی قابل اطمینان در شمال غرب استان خوزستان است که با احداث سد کرخه و گسترش شبکه آبیاری تزریق آب به درون آن افزایش یافته است. این بررسی به منظور ارزیابی میزان بالا آمدگی سطح آب زیرزمینی، تعیین محدوده های در معرض خطر تبخیر و برآورد حجم آب ورودی از مخزن سد کرخه به آبخوان اوان صورت گرفته است. جهت بررسی تغییرات مکانی میزان بالا آمدگی سطح آب زیرزمینی، نقشه تغییرات سطح ایستابی در سال های قبل و بعد از آبگیری سد، و به منظور بررسی روند بالا آمدن سطح ایستابی، هیدروگراف پیزومترها ترسیم گردیده است. این بررسی ها نشان داد که بعد از بهره برداری از سد کرخه به طور متوسط تراز سطح آب زیرزمینی دشت حدود 5 متر بالا آمده و بیشترین مقدار آن در غرب و شمال غرب حدود 14 متر است. برای محاسبه میزان جریان ورودی از دریاچه سد کرخه به آبخوان دشت اوان از دو روش مقایسه کانال های جریان و بیلان شیمیایی استفاده شد که بر این اساس حجم آب ورودی به آبخوان دشت اوان از دریاچه سد کرخه با استفاده از هر دو روش یکسان و حدود 7.3 میلیون مترمکعب، برآورد گردید.

بهره برداری بی رویه از منابع آب های زیرزمینی به دلیل عدم موازنه میان کل برداشت و تغذیه منجر به کاهش سطح آب های زیرزمینی با نرخی سریعتر خواهد شد. به منظور برقراری تراز بین برداشت و تغذیه، راهکارهای عمده مشتمل بر تقویت مدیریت منابع آب های زیرزمینی، بکارگیری سیاستهای مدیریت تقاضا، بهبود راندمان آبیاری و افزایش عرضه آب می باشد. در این مطالعه با بهره گیری از روش برنامه ریزی آرمانی در جهت مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی، میزان انحراف از آرمان های کاهش در مصرف آب به اندازه 10، 20 و 30 درصد و رسیدن به سود ایده آل با وزن های مختلف ارائه گردید. اطلاعات لازم از طریق مصاحبه با 112 بهره بردار دشت فیروزآباد استان فارس در سال زراعی 86-87 جمع آوری شد. نتایج در سطح دشت نشان داد که پمپاژ سالانه آب های زیرزمینی با کنترل بهینه کمتر از پمپاژ کنونی آب با نرخ تنزیل کمتر از 18 درصد می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده از برنامه ریزی آرمانی برای همه گروههای همگن درصد کاهش سود کمتر از درصد کاهش برداشت است. همچنین نتایج نشان داد که اتخاذ استراتژیهای کم آبیاری و بکارگیری سیستم آبیاری بارانی منجر به کاهش برداشت از آب های زیرزمینی در مقایسه با شرایط کنونی می شود به طور مثال در حالتی که وزن یکسان به آب مصرفی و سود داده شود به آرمان کاهش مصرف آب به طور کامل می توان دست یافت. در این حالت محصولات با روش آبیاری بارانی همراه با استراتژی کم آبیاری در الگوی کشت حضور دارند. نهایتا اینکه نتایج مطالعه حاضر می تواند به کشاورزان در انتخاب الگوی کشت، استراتژی و روش آبیاری، به گونه ایکه درآمد زارعین و برداشت آب از سفره های زیرزمینی همزمان بهینه گردند، کمک نماید.

باغات سنتی قزوین با قدمتی طولانی نقشی بااهمیت در گذشته شهر قزوین داشته اند. ولیکن امروزه به علت دو مشکل عمده کمبود آب و توسعه شهر به سمت این باغات وضعیت چندان مناسبی ندارند. در این مقاله با استفاده از روش تحقیق در عملیات تلاش گردیده تا یک برنامه منسجم مدیریتی با دو سیاست محوری حیات بخشی باغات در افق کوتاه مدت و شکوفایی باغات در افق بلندمدت ارائه گردد. با استفاده از مدل بهینه سازی تهیه شده که بر مبنای برنامه ریزی خطی عمل می کند برنامه عمل سیاست گذاران در جهت نیل به توسعه پایدار در مجموعه باغات مشخص می شود. نتایج به دست آمده از این مدل نشان می دهد که در چارچوب سیاست های ذکر شده، توزیع آب و هزینه های مربوطه در کلیه مناطق باغات مورد مطالعه به صورتی عادلانه خواهد بود. همچنین راندمان آبیاری در مجموعه باغات از 33 درصد وضع موجود به 38 درصد در افق کوتاه مدت و 59 درصد در افق بلندمدت ارتقا یافته است.

در منطقه شیرین بهار تاقدیس های شلار و چاله منار با پوشش آهک آسماری (160 km2) به شدت تحت تاثیر فرآیندهای تکتونیکی قرار گرفته و منجر به توسعه قابل توجه اشکال ساختمانی همچون گسل، درزه و شکستگی شده است. رخنمون وسیع سنگ های کربناته، گسترش این ساختارها و ویژگی های آب و هوایی مناسب (بارندگی سالانه 815 mm)، شرایط خوبی را جهت ایجاد پدیده های کارستی در منطقه شیرین بهار فراهم کرده است. بررسی های ساختاری این منطقه نشان می دهد که علاوه بر گسل های بزرگ مقیاس، گسل های محلی نیز وجود دارد و تراکم درزه های طولی بیش از عرضی می باشد. در این تحقیق ویژگیهای ساختاری و خصوصیات هیدروژئولوژیکی چشمه دره اناری با آبدهی حدود 2.8 m3/sec در منطقه شیرین بهار مورد بررسی قرار گرفته است. برای شناسایی ویژگیهای هیدروژئولوژیکی چشمه دره اناری در دوره مطالعاتی از آنالیز هیدروگراف چشمه استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که رژیم جریان غالب آبخوان کارستی چشمه دره اناری، کانالی- انتشاری است و مساحت حوضه آبگیر این چشمه حدود 154 کیلومتر مربع برآورد می شود.

به منظور بررسی دقت روشهای رگرسیونی چاو و استوکاستیک برای برآورد دبی حداکثر سالیانه در منطقه البرز مرکزی با استفاده از آمار دبی های حداکثر روزانه اقدام به بازسازی دبی های حداکثر سالیانه شد. در این تحقیق از روش همبستگی برای بازسازی دبی های حداکثر سالیانه استفاده شد. پس از بررسی و تکمیل آمار، داده های 23 ایستگاه هیدرومتری موجود در منطقه با طول دوره آماری مشترک 20 ساله برای بررسی و تجزیه و تحلیل انتخاب شدند. روش بررسی به این ترتیب بود که داده های هر ایستگاه به سری های آماری 10، 15 و 20 ساله تقسیم شدند که در مجموع 414 سری آماری برای کل منطقه به دست آمدند. برای به دست آوردن بهترین توزیع آماری برای داده های موجود از نرم افزار HYFA استفاده و از روی بهترین توزیع آماری به دست آمده دبی های حداکثر در دوره بازگشت های 2، 5، 10، 15، 20، 25، 30، 50، 100، 500، 1000 ساله به دست آمدند. با استفاده از روش های رگرسیونی چاو و استوکاستیک هم در هر سری آماری دبی های با دوره بازگشت های مذکور به دست آمدند سپس نتایج این روش ها با استفاده از شاخص های آماری میانگین مربعات خطا  (MSE)و میانگین قدر مطلق خطا (MBE) با نتایج توزیع های آماری مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان می داد که روش رگرسیونی چاو (گمبل اصلاح شده توسط چاو) در بیشتر دوره بازگشت های مورد بررسی نسبت به روش استوکاستیک برای برآورد دبی حداکثر سالیانه در البرز مرکزی روش بهتری می باشد. همچنین مقایسه برآوردهای روش های مورد مطالعه با توزیع های آماری برازش یافته به داده ها با استفاده از آزمون تجزیه واریانس و در سطح 5 درصد تفاوت معنی داری را نشان ندادند.

مسائل مربوط به طراحی بهینه احیای آبهای زیرزمینی بسیار پیچیده، غیرخطی و از نظر محاسباتی پرهزینه هستند. روش های فراکاوشی مختلفی برای طراحی بهینه این مسائل مورد استفاده قرار گرفته که نتایج مناسبی را به همراه داشته است، اما اکثر آنها از نظر زمان اجرای محاسبات بسیار پرهزینه بوده اند. در این تحقیق برای اولین بار از الگوریتم جامعه مورچگان برای حل مسائل تصفیه آلودگی آبهای زیرزمینی استفاده شده است و کارایی آن با الگوریتم ترکیبی نورد شبیه سازی شده و الگوریتم ژنتیک مقایسه شده است. در مساله موردی بررسی شده محل چاه ها و مقادیر تزریق و تخلیه از این نقاط، به عنوان متغیرهای تصمیم در نظر گرفته شده اند و شبیه سازی جریان کمی و کیفی آبهای زیرزمینی با استفاده از نرم افزار BIOPLUMEII انجام یافته است. با توجه به خصوصیات الگوریتم مورچه ها، با گسسته سازی مقادیر دبی های پمپاژ و تخلیه تعداد فراخوانی شبیه ساز به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا می کند. خطای ناشی از گسسته سازی متغیرهای تصمیم در حدود 1.8 درصد است و این در شرایطی است که کاهش زمان محاسبات و تعداد فراخوانی شبیه ساز در حدود 56 درصد است. با پیچیده تر شدن مشخصات آبخوان و گسترش ابعاد مساله، کاهش زمان ناشی از این رویکرد اهمیت بیشتری خواهد داشت.

موج ناشی از شکست سد پدیده ای است که در اثر رها شدن ناگهانی آب در یک آبراهه بوجود می آید. با هدف بررسی این موضوع از دیدگاهی عددی، در نوشتار پیش روی یک مدل حجم محدود مبتنی بر معادلات آب کم عمق ارائه می گردد که در آن از الگوی عددی شار متوسط وزن دار برای تخمین شار بین سلولی استفاده شده است. این الگوی عددی دارای خاصیت تسخیر شوک بوده و برای شبیه سازی انتشار امواج بر روی بستر خشک به تمهید خاصی نیاز ندارد. با ارائه نیمرخ سطح آزاد جریان برای حالات مورد مطالعه، مراحل مختلف انتشار امواج مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. همچنین با طرح چندین آزمون محاسباتی و مقایسه نتایج عددی با حل تحلیلی و یا داده های موجود آزمایشگاهی، کارآیی مدل ارائه شده در شبیه سازی جریان ناماندگار ناشی از شکست سد به اثبات رسید.

برای گروه بندی بارش ماهانه ایران به نواحی همگن از تحلیل مولفه های اصلی و خوشه ای استفاده شد. چنین گروه بندی به عنوان مرحله اول و مهم در پیش پردازش فرو مقیاس نمودن خروجی های مدل های عمومی جو در نظر گرفته می شود. داده های بارش ماهانه 42 ایستگاه همدیدی برای دوره 2003-1967 (37 ساله) تشکیل یک ماتریس 42 در 444 داد که به عنوان فایل ورودی تحلیل مولفه های اصلی بکار برده شد. با استفاده از تحلیل مولفه های اصلی این ماتریس به یک ماتریس 42 در 33 که 96% از کل واریانس در سری های زمانی مشاهده شده را توجیه کرد، کاهش یافت. ماتریس کاهش یافته به عنوان فایل ورودی تحلیل خوشه ای استفاده شد. نتایج نشان داد که کشور به شش ناحیه مختلف پهنه بندی می شود.

خشکسالی هیدروژئولوژیکی از جمله مخاطرات طبیعی است که به دلیل متاثر شدن سامانه آب زیرزمینی از خشکسالی بوجود می آید. در این خشکسالی ابتدا مقدار تغذیه تنزل یافته، سپس افت تراز سطح ایستابی و در نهایت کاهش و یا توقف تخلیه ناشی از رودخانه ها و چشمه ها را به دنبال دارد. در این تحقیق اثرات تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی بر توزیع زمانی و مکانی خشکسالی های هیدروژئولوژیکی دشت گربایگان با استفاده از شاخص حالت پیزومتریک (PSI) مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد، اثر بخشی سامانه پخش سیلاب در کاهش افت ناشی از خشکسالی ها تنها در سال های اولیه بوده به طوری که از 1376 تا سال 1387، محدوده واقع در پایین دست پروژه پخش سیلاب به تدریج متحمل خشکسالی های هیدروژئولوژیکی شدیدی شده است.