مصارف بی رویه و کنترل نشده منابع آب‌سطحی و زیرزمینی، کاهش نزولات جوی، تمرکز مصرف در برخی نقاط (عدم تعادل بین تقاضا و پتانسیل تأمین آب)، الگوی کشت نامناسب و عدم آبیاری صحیح و حفر چاه های متعدد و بهره‌برداری بی برنامه از آن ها در چند دهه اخیر باعث بحرانی شدن وضعیت منابع آب‌ زیرزمینی در اکثر دشت های کشور شده است. به نحوی که سطح آب زیرزمینی در اغلب آبخوان های کشور به طور مداوم  سیر کاهشی داشته و متوسط افت سالانه در طول 15 سال گذشته در حد 12 متر بوده است.

کاهش سطح  تراز آب زیرزمینی دشت ها اثرات زیادی دارد و باعث افزایش هزینه استحصال آب و افزایش مصرف انرژی، کاهش کیفیت آب و ظهور پدیده فرونشست زمین می‌گردد. هرکدام از این عوامل پیامدهای منفی ثانویه نیز دارد. به عنوان نمونه با کاهش حجم آب قابل برداشت منابع زیرزمینی و افزایش هزینه استحصال آب، سطح زیرکشت محصولات کاهش و قیمت محصولات افزایش می‌یابد.

یکی دیگر از عواملی که باعث بحرانی شدن وضعیت منابع آب زیرزمینی شده است، تغییر شرایط و رژیم تغذیه طبیعی سفرهای آب زیرزمینی است. در برخی از دشت ها، ساخت و سازهای هیدرولیکی نامناسب بر روی رودخانه ها انجام شده و باعث کاهش تغذیه مناسب آبخوان پایین دست شده است. برخی از سدها و پروژهای آبیاری و زهکشی و پروژهای ساماندهی رودخانه‌ها تاثیر نامطلوبی در تغذیه طبیعی مخازن آب زیرزمینی دارند.

جهت فائق آمدن بر مشکلات اشاره شده منابع آب زیرزمینی، نیاز به مدیریت جامع فرابخشی و یکپارچه منابع آب سطحی و زیرزمینی و لحاظ کردن عوامل سیاسی، فرهنگی، اجتماعی و مشارکت دادن کلیه ذی نفعان و تشکل ها و اصناف در این مدیریت همه جانبه‌نگر است. از عوامل بسیار تاثیر گذار در بخش فنی مدیریت یکپارچه، شناخت علمی و دقیق وضعیت دشت ها و منابع آب آن است که این شناخت از طریق تولید اطلاعات پایه در بخش‌های هواشناسی، هیدرولوژی، هیدروژئولوژی و... و بررسی عالمانه آن ها بدست می‌آید. پس از شناخت وضعیت موجود، باید سناریوها و گزینه های متعدد علمی، مهندسی و مدیریتی را جهت ایجاد یک مدیریت صحیح و متعادل مورد آزمون و بررسی قرار داد. این بررسی های علمی نیاز به ابزارهای گوناگون دارد که یکی از آن ها مدل ریاضی است. 

اساساً هر بررسی علمی و فنی بر پایه ریاضیات استوار است. به ویژه در بخش مهندسی آب محاسبات  ریاضی و متدهای بکارگیری آن نقش کلیدی دارد. نقش  مدل های ریاضی در پیش بینی وضعیت منابع آب در سال های آتی پر رنگتر از هر روش مطالعاتی دیگر میباشد.

بدون شک رفتارهای واقعی یک سیستم طبیعی مستلزم یک سری تحقیقات دراز مدت برای هر منطقه خاص می‌باشد. با توجه به وضعیت کنونی و محدودیت‌های موجود، بر همین اساس است که به کارگیری مدل¬های عددی به عنوان ابزاری مفید و کارآمد، مطرح بوده و نتایج رضایت بخشی حاصل نموده است. در سال‌های اخیر تهیه مدل آب‌های زیرزمینی به صورت بخش عمده ی تعداد زیادی از پروژه‌های مربوط به بهره برداری، حفاظت و پالایش آب‌های زیرزمینی در آمده است. با ادامه پیشرفت سخت افزاری و نرم افزاری کامپیوتر و در دسترس بودن آن ها نقش این مدل ها نیز افزایش یافته است.

مدل های ریاضی، بررسی تغییرات وضعیت موجود و آینده سفره‌های آب زیرزمینی را با لحاظ کردن عوامل متعدد موثر در آن، امکان پذیر ساخته است. لذا با استفاده از آن ها می‌توان با صرف کمترین هزینه و زمان، تنها با جمع آوری اطلاعات مربوط به ورودی‌ها و خروجی‌های سیستم آب زیرزمینی وضعیت آبخوان را شبیه سازی کرد. در واقع برای اعمال مدیریت بهینه بر منابع آب می‌توان از مدل های شبیه ساز می‌توان بهره گرفت. این نوع مدل های شبیه ساز قادرند تاثیرات متقابل آب‌های سطحی و زیرزمینی را در دوره‌های کوتاه و بلند مدت ارائه دهند.

دامنه مطالعات مدل های آب‌های زیرزمینی

مدل های آب‌های زیرزمینی سعی در تفسیر و پیش بینی رفتار آب در یک آبخوان از دیدگاه‌های مختلف را دارند. با توجه به دیدگاه‌ها وفرآیند های مورد توجه، می‌توان آن ها را در چهار دسته تقسیم بندی کرد:

1.جریان آب زیرزمینی 

2.انتقال آلودگی

3.انتقال حرارت 

4.تغییر شکل 

فرآیند اول (جریان آب)، برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی در آینده و پیش بینی میزان نشت آب (مثلا در سدها) و... کاربرد دارد. همچنین برای تحلیل فرآیندهای انتقال آلودگی و حرارت لازم است که در ابتدا انتقال جریان مدل شود. علت آن هم این است که حرکت مواد حل شده در آب و همچنین انتقال حرارت در آب تا حدودی از حرکت آب ناشی می‌شود. فرآیند انتقال آلودگی، برای پیش بینی وضعیت آبخوان تحت اثر منابع آلوده کننده نظیر فاضلاب، آب‌های شور و...که آبخوان در معرض آن ها قرار دارد، مورد توجه قرار می‌گیرد. جهت حفاظت کیفی آبخوان، استفاده از مدل هایی که این فرآیند را مدل می‌نمایند لازم است. فرآیند انتقال حرارت در مسائل مربوط به تخمین ذخیره حرارتی آبخوان و همچنین تکمیل فرایند چهارم در مسائل مربوط به تغییرشکل آبخوان و فرونشست زمین  بکارمی رود.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح