بررسی نوسانات آب زیرزمینی تحت تاثیر تغییر اقلیم و بهبود روش آبیاری (مطالعه موردی: دشت اهر)

نوع مقاله : Research Paper

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب، پژوهشکده مطالعات دریاچه ارومیه، دانشگاه ارومیه، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی آب، د دانشکده کشاورزی، انشگاه ارومیه، ایران

3 استادیار گروه مهندسی آب، د دانشکده کشاورزی، انشگاه ارومیه، ایران

چکیده

مدیریت منابع آب زیرزمینی از اساسی‌ترین بحث‌های مدیریت آب در سطح حوضه‌هاست. در دهه‌های اخیر عوامل طبیعی و انسانی سبب ایجاد شرایط بحرانی در آبخوان‌های کشور شده است. در تحقیق حاضر، اثرات توسعه سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار بر منابع آب زیرزمینی دشت اهر در یک دوره 16 ساله با نرم‌افزار WEAP مورد بررسی قرار گرفت. پس از واسنجی و صحت‌سنجی، وضعیت موجود منطقه شبیه‌سازی شد، نتایج نشان داد توسعه سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار تغییرات معنی‌داری در ذخیره آب دارد و سبب افت سطح آب زیرزمینی شده است. به‌منظور تحلیل شرایط و نشان دادن تاثیر تغییرات در شرایط مختلف و پیش‌بینی برای آینده با استفاده از مدل‌های گردش عمومی جو 3CGCM و 3HadCM تحت سناریوهای انتشار A2، A1B و B1 مدل توسعه داده شد. نتایج نشان داد؛ حجم آبخوان در شرایط عدم توسعه آبیاری تحت‌فشار در منطقه، بطور متوسط سالانه به‌میزان 25% افزایش می‌یابد. در‌ صورتی که در منطقه آبیاری تحت‌فشار توسعه پیدا نمی‌کرد، رواناب سطحی و جریان بازگشتی کشاورزی در حوضه بیشتر از مقدار معادل آن در شرایط آبیاری تحت‌فشار می‌شد. همچنین اعمال سناریوهای اقلیمی برای آینده نشان داد با ادامه شرایط کنونی در آینده، متوسط سالانه بلند حجم آبخوان به‌میزان 33% کاهش خواهد یافت؛ با توجه به کم آب بودن منطقه، منابع آبی آن شرایط خوبی را در آینده تجربه نخواهد کرد. بنابراین سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار نه‌تنها باعث صرفه‌جویی در مصرف آب نشده، بلکه منجر به تخریب آبخوان‌ زیرزمینی نیز می‌شود. نتایج این مطالعه بر لزوم مطالعات مدیریت حوضه‌های آبریز جهت اتخاذ استراتژی‌های صحیح مدیریتی، بخصوص در مناطق بحران‌زده تاکید دارد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of groundwater fluctuations influence of climate change and improved irrigation method (Case Study: Ahar plain)

نویسندگان [English]

  • Maryam Mohammadpour 1
  • kamran zeinalzadeh 2
  • Vahid Rezaverdinejad 2
  • behzad hessari 3
1 Urmia University
2 urmia university
3 urmia university
چکیده [English]

Ground water management is one of the most basic water management issues on basin level. In recent decades, natural and human factors have created critical conditions in aquifers of the country. In this research, the effects of development of pressurized irrigation systems on groundwater resources of Ahar plain have been investigated with WEAP software during 16 years. After calibration and validation of the model, the present situation of the region was simulated. The simulation results showed that development of pressurized irrigation systems has a significant change in the storage volume of aquifer and caused a drop in groundwater level of the Ahar plain. In order to analyze of conditions and to demonstrate of changes effect in different conditions and prediction for the future, the general circulation models of CGCM3 and HadCM3 were developed under A1B, A2 and B1 emission scenarios. The scenarios results showed that the average annual volume of aquifer increased 25% in the lack of pressurized irrigation development condition in the region. If pressure irrigation did not develop in the region, and instead of, surface irrigation was carried out, Surface runoff and agricultural return flow were more than the current situation in the basin. Also, the future climate scenario showed that with continuing the current situation in the future, the average annual volume of the aquifer will be reduced by 33%, that it will be caused to groundwater destroyed in the future. So pressurized irrigation systems not only do not save water but also lead to destruction of groundwater aquifers in the country. The results of this study emphasize the necessity of basin management studies to adopt proper management strategies, especially in critical areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ahar plain
  • Groundwater level
  • Pressurized irrigation
  • Atmospheric circulation models
  • WEAP model
احمدی، ف.، پناهی، م.، میثاقی، ف.، 1393. بررسی تأثیر اقلیم بر تخصیص منابع آب دشت مراغه با استفاده از نرم افزار WEAP، پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه زنجان.
زارع، ش .،محمدی، ح.، صبوحی، م.، 1396. شبیه­سازی اثرات توسعه سیستم­های آبیاری مدرن بر تعادل­بخشی منابع آب زیرزمینی خراسان رضوی. نشریه اقتصاد و توسعه کشاورزی. 31(2): 195-175.
شرکت سهامی آب منطقه‌ای استان آذربایجان شرقی. 1393. گزارش بیلان محدوده مطالعاتی اهر چای.
شرکت سهامی آب منطقه­ای استان آذربایجان­شربی. 1389. مطالعات بهنگام­سازی بیلان منابع آب محدوده­های مطالعاتی حوضة آبریز ارس.
علیزاده،ح.، لیاقت، ع.م.، سهرابی، ت.، 1393. ارزیابیسناریوهایتوسعه سیستم­های آبیاری تحت­فشار بر منابع آب زیرزمینی با استفاده از مدل­سازی پویایی سیستم. نشریه حفاظت منابع آب و خاک. 3(4): 15-1.
مالمیر، م.، محمدرضاپور، ا.ا.، شریف آذری، س.، 1395. ارزیابی تأثیر تغییرات اقلیم بر تخصیص آب کشاورزی در سطح حوضه قره­سو با مدل WEAP. مهندسی آبیاری و آب. 6(23): 155-143.
محمدپور، م.، زینالزاده، ک.، رضاوردی‌نژاد، و.، حصاری، ب.، 1395. واسنجیواعتبارسنجیمدل WEAP درشبیه­سازیاثرتغییرسیستم‌هایآبیاریرویپاسخ هیدرولوژیکحوضۀآبریزاهرچای. مجله اکوهیدرولوژی.۳(3): 477-490.
محمدپور، م.، زینالزاده، ک.، رضاوردی­نژاد، و.، حصاری، ب.، 1396. ارزیابی پاسخ‌های هیدرولوژیک حوضه‌ آبریز به توسعه سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار (مطالعه موردی: حوضه آبریز اهرچای). مجله آبیاری و زهکشی ایران. 4(11): 626-635.
مرتضایی فریزهندی، ق.، کهندل، ا.، 1394. بررسی تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر منابع آب­های زیرزمینی با استفاده از تصاویر ماهواره­ای (مطالعه موردی: چهار­محال بختیاری). علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 9(31): 10-1.
فرج­زاده، م.، مدنی لاریجانی، ک.، مساح، ع.، داوطلب، ر.، 1393. اثر تغییر اقلیم بر اطمینان­پذیری تأمین آب پایین دست سد کرخه و راهکارهای سازگاری با آن. نشریه حفاظت منابع آب و خاک. 3(3): 63-49.
مهدوی، م.، فرخزاده، ب.، سلاقچه، ع.، ملکیان، آ.، ۱۳۹۲. شبیه­سازی آبخوان دشت بهار- همدان و بررسی سناریوی مدیریتی با استفاده از مدل PMWIN. مجله پژوهش­های آبخیزداری. 98: 108-116.
Ahadi, R., Samani, Z., Skaggs, R.2013. Evaluating on-farm irrigation efficiency across the watershed: A casestudy of New Mexico’s Lower Rio Grande Basin. Agricultural Water Management, 124,52– 57.
Allani, M., Mezzi, R., Zouabi, A., Béji, R., Joumade-Mansouri, F., Hamza, M. E., & Sahli, A. (2019). Impact of future climate change on water supply and irrigation demand in a small mediterranean catchment. Case study: Nebhana dam system, Tunisia. Journal of Water and Climate Change. https://doi.org/10.2166/wcc.2019.131.
Azari, A., Akhoond A. M., Radmanesh, F., Haghighi, A.,2015. Groundwater–Surface Water Interaction Simulation in Terms of Integrated Water Resource Management (Case Study: Dez Plain), Irrigation Science & Engineering 38 (2), 33-47.
Blanco-Gutiérrez, I., Varela-Ortega, C., Purkey, D.R., 2013. Integrated assessment of policy interventions for promoting sustainable irrigation in semi-arid environments: A hydro-economic modeling approach. Journal of environmental management; 128, 144-160
Liang, X., Xie, Z. Huang, M..2003. A new parameterization for surface and groundwater interactions and its impact on water budgets with the variable infiltration capacity (VIC) land surface model. Journal of Geophysical Research, 108: D16.
Mahdavi, M., Farokhzadeh, B., Salajeghe, A., Malakian, A., 2012. Assistant Professor of Tehran University, Souri M., Simulation of Hamedan- Bahar aquifer and investigation of management scenarios by using PMWIN, Journal of Watershed Management Research, 98, 108-116.
Nikbakht, J., Najib, Z., 2015. The Effect of Increasing Irrigation Efficiency on Groundwater Fluctuations (Case Study: Ajabshir Plain -East Azarbaijan). Journal of Irrigation and Water Management, 5(1), 115-127.
Raskin, P., Hansen, E., Zhu, Z., 1992. Simulation of water supply and demand in the Aral Sea region. Journal of water International. 17, 55-67.
Sanzana, P., Gironás, J., Braud, I., Muñoz, J. F., Vicuña, S., ReyesPaecke, S., ... & Hitschfeld, N. (2019). Impact of Urban Growth and High Residential Irrigation on Streamflow and Groundwater Levels in a PeriUrban Semiarid Catchment. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 55(3), 720-739.
Schlote,A.,Hennigs,V. and Schaffer, U., 2012. Water Balance for the Aleppo Basin, Syria Implications of Land Use on Simulated Groundwater Abstraction and Recharge. International Conference Hydrogeology of Arid Environments . Federal Institute for Geosciences.
Semenov, M.A., Barrow, E.M., Lars-Wg, A., 2002. A stochastic weather generator for use in climate impact studies. User’s manual, Version 3.
Semenov, M.A., Brooks, R.J., Barrow, E.M., Richardson, C.W., 1998. Comparison of the WGEN and LARS-WG stochastic weather generators for diverse climates. Climate research, 10, 95-107.
Studies of comprehensive water plan of country in the Aras basin, 2010.
Winter, T. (2001). “Ground water and surface water: the linkage tightens, but challenges remain. Hydrologic Processes, 15, 18: 3605-06.
Yates, D., Purkey, D., Sieber, J., Huber-Lee, A. and Galbraith, H., 2005b. WEAP21: A demand-, priority-, and preference driven water planning model. Part 2: Aiding freshwater ecosystem service evaluation. Water International, 30(4); 501-512.
Yates, D., Sieber, J., Purkey, D. and Huber-Lee, A., 2005a. WEAP21: A demand-, priority-, and preference-driven water planning model. Part 1: Model characteristics. Water International, 30(4): 487-500.
Zayn al-Dini, S., Anvari, S., Bagheri, M.H., Zahmatkesh, Z., 2017. Using WEAP Model to Assess Different Management Scenarios under Climate Change Conditions, The 14th National Conference on Irrigation and Evaporation Reduction, Kerman.