شبيه‌سازي تخصيص تلفيقي كمي و كيفي منابع آب سطحي و زيرزميني شرب شهر مشهد

Simulation of Integrated Qualitative and Quantitative Allocation of Surafce and Underground Water Resources to Drinking Water Demand in Mashhad

مطالعات نشان می‌دهد علی‌رغم بهره‌برداری از حداكثر توان تولید منابع آب سطحی و زیرزمینی داخل و خارج شهر مشهد و اجرای طرح عظیم انتقال آب از سد دوستی، كماكان این شهر از سال 1400 با مشكل كمبود روزانه آب به میزان 7/1 متر مكعب بر ثانیه مواجه خواهد شد كه در صورت لحاظ كیفیت منابع، این كمبود كه از سال 1390 شروع شده است، تشدید شده و معادل 9/0 متر مكعب بر ثانیه خواهد بود. لذا، ارائه راهكارهای كوتاه مدت و میان مدت برای تأمین آب شرب این شهر ضروری است. در این تحقیق، به مدل‌سازی كمی و كیفی منابع سطحی و زیرزمینی تأمین آب شرب شهر مشهد پرداخته شد. مدل‌سازی كیفی منابع بر اساس شاخص كیفیت آب‌های سطحی و زیرزمینی انجام گرفت و منابع آب در سه دسته كیفی بدون محدودیت، با محدودیت متوسط و محدودیت بالا برای شرب طبقه بندی شدند. سپس پهنه‌های فشاری از لحاظ تقاضای شرب و منابع تأمین بررسی شده و بعد از یكپارچه‌سازی در محیط نرم‌افزار مادیسم، مدل‌سازی شدند. این مدل برای سال1390 صحت‌سنجی شده و سپس با در نظر گرفتن اقدامات مؤثر بر وضعیت منابع آبی منطقه و وضعیت كیفی منابع سناریوهای مختلف برای دوره بلند مدت 30 ساله تدوین شدند. در سال 1420 میزان كمبود روزانه آب در ساعات اوج مصرف در صورت استفاده از منابع بدون محدودیت به 38 درصد خواهد رسید كه در صورت بهره ‌جستن از منابع بدون لحاظ كیفیت، این میزان به 28 درصد كاهش می‌یابد. رقیق‌سازی به‌عنوان یكی از راهكارها برای استفاده از حداكثر پتانسیل كمی و كیفی منابع برای تأمین نیازهای شرب در این منطقه ارائه شده است. در صورت رقیق‌سازی میزان كسری روزانه آب معادل 30 درصد می‌شود.

Despite the fact that both surface and groundwater resources inside and outside the city of Mashhad have been already exploited to their maximum capacity and that the large water transfer Doosti Dam Project has been already implemented to transfer a considerable quanity of water to Mashhad, the city will be encountering a daily water shortage of about 1.7 m3/s by 2021. The problem would be even worse if the quality of the water resources are taken into account, in which case, the shortage would start even sooner in 2011 when the water deficit will be about 0.9 m3/s. As a result, it is essential to develop short- and medium-term strategies for secure adequate water supplies for the cityʹs domestic water demand. The present study aims to carry out a qualitative and quantitative modeling of surface and groundwater resources supplying Mashhad domestic water. The qualitative model is based on the quality indices of surface and groundwater resources according to which the resources are classified in the three quality categories of resources with no limitation, those with moderate limitations, and those with high limitations for use as domestic water supplies. The pressure zones are then examined with respect to the potable water demand and supply to be simulated in the MODSIM environment. The model thus developed is verified for the 2012 data based on the measures affecting water resources in the region and various scenarios are finally evaluated for a long-term 30-year period. Results show that the peak hourdaily water shortage in 2042for the zone supplied from no limitation resources will be 38%. However, this value will drop to 28% if limitations due to resource quality are also taken into account. Finally, dilution is suggested as a solution for exploiting the maximum quantitative and qualitative potential of the resources used as domestic water supplies. In this situation, the daily peak hour water shortage will be equal to 31%.