بررسي اثرات خشكسالي هواشناسي و هيدروژئولوژيكي بر بيلان آب زيرزميني دشت تويسركان

Assessing the effects of meteorological and hydrogeological droughts on groundwater balance in Tuyserkan Plain

بررسي اثرات خشكسالي بر منابع آب دشت­ هاي كشور در مديريت بهينه منابع آب در بخش كشاورزي و منابع طبيعي بسيار حائز اهميت مي­ باشد. مدل آب­ هاي زيرزميني مي­ تواند به‌ عنوان يك ابزار ارزشمند در مديريت منابع آب زيرزميني به­ كار رود. لذا بررسي بيلان آب زيرزميني تحت تأثير خشكسالي هواشناسي به كمك مدل­ هاي رياضي از جمله اهداف كاربردي و مهم در توسعه پايدار منابع طبيعي و محيط زيست مي ­باشد. تويسركان از دشت­ هاي مهم استان همدان است كه منبع اصلي تأمين آب باغات و كشتزارهاي وسيع آن چاه­ هاي حفر شده در دشت مي­ باشد. هدف از تحقيق حاضر بررسي اثرات خشكسالي هواشناسي بر تغييرات بيلان آب زيرزميني به كمك مدل ­سازي رياضي با استفاده از مدل MODFLOW در نرم‌افزار GMS مي­ باشد. به اين منظور پس از محاسبه شاخص بارش استاندارد و تعيين سال­ هاي خشك و تر در منطقه مطالعاتي و انتخاب سه سال شاخص به‌عنوان سال نرمال (1387)، ترسال (1388) و خشكسال (1389) به بررسي بيلان آب زيرزميني در اين سه سال پرداخته شده است. در همين راستا سال نرمال به ­عنوان سال واسنجي مدل و سال هاي ترسال و خشكسال به ­عنوان صحت ­سنجي مدل استفاده شد. نتايج نشان داد كه مدل MODFLOW به خوبي توانسته است سطح ايستابي چاه هاي مشاهداتي را در سال نرمال، ترسال و خشكسال (به‌ترتيب با ريشه خطاي استاندارد 0/73، 0/85، 0/93) پيش‌بيني نمايد. بررسي تطابق شاخص خشكسالي هواشناسي و هيدرولوژيكي نشان داد كه خشكسالي هواشناسي به تنهايي نمي ­تواند بر تغييرات افت سطح آب زيرزميني تأثير بگذارد و استفاده بي­رويه از چاه­ هاي بهره برداري و برداشت از آن­ ها تاثير زيادي بر تغييرات آب زيرزميني خواهد داشت. نكته قابل توجه آن كه بر اساس نتايج حاصله خشكسالي هواشناسي بر تغييرات بيلان آب زيرزميني به شدت تأثيرگذار بوده است.

Assessing drought effects on water resources are important on optimizing water management activities in agriculture and natural resources sectors. The groundwater model can be used as a valuable tool in the management of groundwater resources. Therefore, investigation of ground water balance analysis affected by meteorological drought using mathematical models is applicable and important objectives in sustainable development of water resources and the environment. Tuyserkan is one of the most important plains in Hamadan province as the main source of water supply for the water wells usage in orchards and farms. The goal of this research is assessing the effects of metrological drought index on water balance changes using mathematical modeling by GMS software. For this purpose, after calculation of Standardized Precipitation Index and determination of wet and dry spells in the study area, and selection of three sample years as normal (1387), wet (1388) and dry (1389), the groundwater balance was analyzed in this three sample years. The normal year was used for calibration of the model and wet and dry years for validation of the GMS. The results showed that the GMS model can simulate groundwater level in normal, wet and dry year (error statistics are respectively 0.73, 0.85 and 0.93). Comparison of meteorological and hydrological drought indices showed that meteorological drought cannot affect the groundwater level alone and excess use of exploitation wells has great influence on the groundwater table changes. Interestingly, the results showed that drought strongly influences water balance changes.