بهره‌برداری تلفیقی از منابع‌آب‌ سطحی و زیرزمینی با استفاده از تکنیک سناریو‌نگاری- مطالعه موردی دشت‌افزر

STUDENT

DEGREE

YEAR

Sustainable water resources management requires accurate assessment of consumption and proper understanding of the factors affecting it. Various and unpredictable requests may make it difficult to access water resources; therefore conjunctive use of water resources by scenario analysis can increase their reliability in resources and consumption under uncertainty. Afzar basin- the case of the study-located in the Mond catchment area and in Fars province. This area in terms of agricultural production, including Citrus gardens and Palms gardensis a special place in Iran. The excessive use of groundwater has led to intensive dropdown in the water level of the aquifer. The existence of the Salmanfarsi Dam in this region has increased the importance of the conjunctive use of surface water and groundwater resources for the sustainability of water resources. This study has investigated the possible and probable scenarios of integrated management of surface and ground water resources of the basin for the short-period of the future (5 years); To select the best scenario for the quantitative stability of water resources, especially the recovery of groundwater as well as supplying all demands of the basin, desirably. These scenarios include 1- the baseline scenario is to continue the existing proce 2- developing irrigation networks; 3- constructing aquifer re-injection; 4- traorting water to neighboring cities of Salmanfarsi Dam; 5- developing the irrigation networks; transferring water from Salman Dam and aquifer re-injection; 6- Management of consumption; and 7. Construction of the Kavar Dam at the upstream of the Salmanfarsi Dam. The Water Evaluation And Planning Model (WEAP) is applied to simulate basin water resources status and also to develop the above-mentioned scenarios. Data collection, maps projection, simulation and calibration of the WEAP model are the most important and time-consuming parts of this research. Based on the available information, 15-year (from 1379 to 1394) monthly data is selected for simulation and calibration of the model. In this study, model calibration was carried out manually; also the interaction between the river and the groundwater was calculated using un-accounted extractions (Unac_Ext) or Incremental flows (Ifs) method between the hydrometric stations. In this study, fuzzy membership functions have been used to compute performance criteria such as reliability, resilience and vulnerability which provide a more realistic result than the key words : conjunctive use, scenario, WEAP ,Analyze the scenario, uncertainty, Climate change

مدیریت پایدار منابع‌آب، نیازمند ارزیابی دقیق سرانه مصرف ‌و درک درست از عوامل موثر‌بر مصرف است. تقاضاهای مختلف‌ و غیر‌قابل پیش‌بینی ممکن است سبب اختلال در موجودیت منابع‌آبی شود؛ از‌این‌رو بهره‌برداری تلفیقی از منابع‌آب با استفاده از روش سناریو‌نگاری می‌تواند اطمینان‌پذیری استفاده از آن ها را در شرایط وجود عدم‌قطعیت در منابع ‌و مصارف افزایش دهد. محدوده مطالعاتی دشت‌افزر که در حوضه آبریز(مند)‌‌ و در استان فارس واقع شده‌است، از لحاظ تولیدات کشاورزی شامل باغات ‌و نخیلات از جایگاه ویژه‌ای در کشور برخوردار‌است؛ لذا استفاده بیش از حد از سفره آب زیرزمینی باعث افت شدید سطح ایستابی در آبخوان این محدوده شده‌است. وجود سد سلمان‌فارسی در این منطقه اهمیت استفاده تلفیقی از منابع‌آب سطحی ‌و زیرزمینی برای پایداری منابع‌آب موجود را دو چندان کرده‌است. هدف از این تحقیق بررسی سناریو‌های ممکن‌ و محتمل مدیریت تلفیقی منابع آب سطحی ‌و زیرزمینی محدوده مورد مطالعه برای آینده کوتاه مدت(5ساله) می‌باشد؛ تا از این رو بهترین سناریو‌ برای پایداری کمی منابع‌آب به ویژه احیای آب زیرزمینی دشت‌افزر انتخاب شده‌ و در عین حال نیاز‌های موجود در حوضه نیز در حد مطلوب تأمین شود. این سناریوها شامل: 1- ادامه روند موجود؛ 2- توسعه شبکه آبیاری؛ 3- احداث تغذیه مصنوعی؛ 4-انتقال آب به شهرهای مجاور از سد سلمان‌فارسی؛ 5- اجرای همزمان سناریوهای توسعه شبکه آبیاری، انتقال آب از سد سلمان واحداث تغذیه مصنوعی؛ 6- مدیریت مصرف و 7- احداث سد کوار در بالادست سد سلمان‌فارسی در‌شرایط سناریو مدیریت مصرف می‌باشد. از مدل ارزیابی‌و برنامه‌ریزی منابع‌آب WEAP جهت شبیه‌سازی رفتار حوضه استفاده شد؛ که برای توسعه سناریو‌های فوق، مورد استفاده قرار گرفته شده‌است. جمع‌آوری اطلاعات، تولید نقشه‌های منطقه، شبیه‌سازی‌و کالیبراسیون مدل WEAP، از پر‌حجم‌ترین‌ و زمان‌بر‌ترین مراحل انجام پایان‌نامه بوده‌است. براساس اطلاعات موجود از وضعیت منابع‌ و مصارف، دوره شبیه‌سازی ‌و کالیبراسیون مدل به‌ مدت 15 سال (از سال 1379 تا سال1394) انتخاب شده‌ و شبیه‌سازی با گام زمانی ماهانه انجام شده‌است. در این تحقیق کالیبراسیون مدل به‌صورت دستی انجام و اندرکنش بین رودخانه‌ وآبخوان دشت‌افزر با استفاده از روش دبی‌های به حساب نیامده بین ایستگاه‌های هیدرومتری (IF و Unac_Ex)، محاسبه شده‌است. در این پایان‌نامه از روابط فازی معیارهای عملکرد شامل اطمینان‌پذیری، آسیب‌پذیری‌و برگشت‌پذیری استفاده شده‌است که نسبت به روش کلاسیک، با در‌نظر گرفتن تمام بازه عدم‌قطعیت (از صفر تا صددرصد)، نتیجه‌ای واقع گرایانه‌تر از وضعیت پایداری منابع‌و مصارف ارائه می‌دهد. سناریوهای ذکرشده فوق، با در نظرگرفتن پدیده تغییر‌اقلیم ‌ بر‌اساس ترکیب خروجی مدل‌های AOGCM وریز مقیاس‌سازی آن توسط مدل LARS-WG و تخمین میزان رواناب تولیدشده حاصل از پارامترهای اقلیمی (بارش ‌و دما) توسط روش تیسن‌بندی‌ با اعمال ضرایب رواناب و همچنین با استفاده از مدل شبکه عصبی‌مصنوعی، برای آینده قریب‌الوقوع 5 ساله( از سال 1397 تا سال1401) در مدل WEAP توسعه داده‌شده‌است. نتایج حاصل از هریک از این سناریو‌ها با استفاده از معیارهای عملکرد‌ و شاخص پایداری فازی مورد ارزیابی قرار گرفته شده‌است. نتایج نشان داد علیرغم اینکه در سناریو ادامه روند موجود، تمام نیاز‌های موجود در حوضه به طور کامل تأمین میشود ولی وضعیت آبخوان دشت‌افزر با داشتن شاخص پایداری به مقدار 99/12 درصد، شرایط مناسبی ندارد؛ این در حالی است که سد سلمان‌فارسی با پایداری 94/61 درصد در شرایط مطلوبی به‌سر خواهد ‌برد. اجرای سناریو‌های 2 تا 5 با توجه به اینکه نسبت به سناریوی ادامه روند، وضعیت پایداری حجم ذخیره آبخوان دشت‌افزر را به ترتیب66/1، 92/3، 63/0و 74/6درصد افزایش و برای سد سلمان فارسی به ترتیب به اندازه 36/7، 42/0، 23/43 و 31/55 درصد کاهش می‌دهد، ولی هیچکدام از این‌ها نمی‌تواند منجر به توقف روند نزولی سطح آب زیرزمینی در آبخوان دشت‌افزر شود. اجرای سناریوی انتقال آب از سد سلمان‌فارسی، تاثیر‌گذارترین سناریو بر وضعیت مخزن سطحی می‌باشد؛ که باعث افت شدید 31/55 درصدی پایداری حجم ذخیره سد نسبت به سناریوی پایه میشود. همچنین نتایج نشان داد تنها سناریویی که می‌تواند موجب توقف روند نزولی سطح آب زیرزمینی در آینده 5 ساله شده ‌و پایداری ذخیره آبخوان را از 99/12 درصد به 91/24 درصد برساند، کاهش 35 درصدی در مصرف کشاورزی در این محدوده می‌باشد. احداث سد کوار درشرایط سناریو مدیریت مصرف، مجاز خواهد بود حداکثر 30 درصد دبی متوسط ورودی از این نقطه به سد سلمان را در خود ذخیره کند؛ چرا که در‌غیر این صورت احداث سد کوار پایداری ذخیره‌سازی منابع‌آب سد‌سلمان فارسی را برای رسیدن به حجم مطلوب، به زیر 50 درصد خواهد رساند؛ که ادامه این روند، مشکلات مدیریت منابع‌ و مصارف را در منطقه دو‌چندان خواهد‌کرد. کلمات‌کلیدی: بهره‌برداری تلفیقی، سناریونگاری، WEAP، تحلیل‌سناریو، عدم‌قطعیت، تغییراقلیم