Groundwater resources management of Mian-Ab Plain with emphasis on water requirement of agricultural crops using groundwater modeling

Document Type : Research paper

Authors

1 Assistant professor, Department of Geology, Faculty of Earth Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran

2 M.Sc. of Hydrogeology, Abatipajooh Consulting Engineering Company, Ahvaz, Iran

3 Professor, Department of Geology, Faculty of Earth Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran

Abstract

Mian- Ab is one of the most important plains in Khouzestan province and the most water demands in this plain is related to the irrigation for agriculture. In this research, the agricultural water requirement was first calculated using Penman- Monteith FAO method due to the necessity of water resources consumptions revision in agricultural field. Then, the numerical groundwater model of the study area was prepared to know about the water balance and consumed water. The model was calibrated from September 2016 to September 2017 in the unsteady state conditions with the 0.94 m of RMSE error. According to the calculations, the actual crop water requirement is 278.89 MCM per year. The model results show that 334.07 MCM of water is used though irrigation network and wells for agricultural purposes. Therefor, 55.27 MCM of water is used more than the actual water needs. Three scenarios were considered for excess consumed water including the transfer of all surplus water to southern lands through the development of irrigation network, decreasing the rate of well pumping and the integrated management of surface and groundwater resources. Applying the discussed scenarios to the numerical model showed that the fist scenario causes drawdown and water logging in the northern and southern parts of the aquifer, respectively. Applying the second scenario will cause a severe water logging in the northern parts of the study area. In the third scenario, the excess consumed water will be managed by decreasing the 8.5 percent of exploitation wells rate (equal to 25.27 MCM) and transferring the remaining water (30 MCM) to the southern lands of study area. Therefore, considering the hydrodynamic conditions of the aquifer and the model results, the third scenario is more desirable for the management of excess consumed water.

Keywords

References

چیت‌سازان، م.، کشکولی، ح.ع.، 1381. مدل‌سازی آب‌های زیرزمینی و حل مسائل هیدروژئولوژی، انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز. 702 ص.
چیت‌سازان، م.، موسوی، ف.، 1391. مدیریت کمی و کیفی آبخوان دشت رامهرمز با استفاده از مدل ریاضی در MODFLOW وMD3DMS. مجله زمین‌شناسی کاربردی پیشرفته، شماره 5، 1-8.
حیدری دهنوی، س.، 1394. بررسی مطالعات توسعه شبکه آبیاری و زهکشی داریون در بحث ماندگاری و جلوگیری از مهاجرت‌ها در روستاهای بخش میان آب شوشتر، اولین همایش مدیریت تقاضا و بهره‌وری مصرف آب، همدان.
رضایی، س.، جوادی، س.، کاردان مقدم، ح.، 1399. ارزیابی راهکارهای مدیریت منابع آب زیرزمینی با استفاده از رویکرد اجزای محدود در شبیه‌سازی عددی. هیدروژئولوژی، دوره 5، شماره 2، 32-42.
سپه وند، م.، 1388. مقایسه نیاز آبی بهره‌وری آب و بهره‌وری اقتصادی آن در گندم و کلزا در غرب کشور در سال‌های پرباران. پژوهش آب ایران، جلد 4، 63-68.
شرقی، ط.، بری ابرقویی، ح.، اسدی، م.، کوثری، م.، 1389. برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع با استفاده از روش فائو-پنمن-مانتیث و پهنه‌بندی آن در استان یزد، فصلنامه علمی- پژوهشی خشک بوم، سال 1، شماره 1، 25-33.
شمسایی، ا.، قربانی، ع.، 1390. بهره‌برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی در مناطق خشک. تحقیقات منابع آب ایران، شماره 2، 26-36.
صارمی، م.، فرهادی، ب.، ملکی، ع.، فراستی، م.، 1394. تعیین ضرایب گیاهی و نیاز آبی عدس به روش بیلان آبی (مطالعه موردی: خرم‌آباد)، نشریه پژوهش‌های حبوبات ایران، جلد 6، شماره 2، 87-97.
صمدی بهرامی، ر.، کرمی، و.، زاده دلیر، ح.، 1385. ارائه مدل مدیریت تقاضای آب در شبکه‌های آبیاری و زهکشی، دومین کنفرانس مدیریت منابع آب، انجمن علوم و مهندسی منابع آب ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان.
علیزاده، ا.، 1389. اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ بیست و هشتم. انتشارات آستان قدس رضوی. 942 ص.
کرد، م.، اصغری مقدم، ا.، نخعی، م.، 1398. مدل‌سازی عددی آبخوان دشت اردبیل و مدیریت آن با استفاده از بهینه‌سازی برداشت آب زیرزمینی، مجله هیدروژئولوژی، دوره 4، شماره 1، 153-167.
محمدی، ا.، فرازمنش، س.، حزباوی، ف.، 1395. برآورد آب سبز و آب آبی گیاهان زراعی دشت دزفول، همایش ملی الکترونیکی پدافند غیرعامل در بخش کشاورزی، همایش ملی الکترونیکی پدافند غیر عامل در بخش کشاورزی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین.
 
Anderson, M.P., Woessner, W.W., Hunt, R.J., 2015. Applied groundwater modeling: simulation of flow and advective transport. Second edition, Academic press, 381 p.
Clarke, R.T., 1973. Mathematical Models in Hydrology, Irrigation and Drainage, Paper 19, FAO, Rome.
Doorenbos, J., Pruitt, W.O., 1996. Crop water requirements, Paper 24, FAO, Rome
Doorenbos, J., W.O. Pruitt., 1977. Crop water requirements. Irrig. and Drainage, Paper No. 24, (rev.) Rome, Italy: FAO.
Kresic, N., Mikszewski, A., 2014. Hydrogeological conceptual site models: data analysis and visualization, 72, 623-623.
Wang, H.F., Anderson, M.P., 1982. Introduction to Groundwater Modeling; Finite Difference and Finite Element methods, W.H. Freeman and Company, San Diego, 237 p.
Hydrogeology
Volume 6, Issue 1
Publisher
September 2021
Pages 84-98

Files

Share

How to cite

Statistics