Skip to main content
SUPERVISOR
Maryam Zekri,Hamid Reza Safavi
مریم ذکری (استاد مشاور) حمیدرضا صفوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zohre Sadat Ahmadi Foroshani
زهره السادات احمدی فروشانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Assessment of Conjunctive Use of Surface Water and Groundwater under Climate Changes Conditions
Groundwater is an important resource of water in all parts of the world, especially in arid and semiarid regions. In recent years, over extraction of groundwater resources has caused instability for groundwater resources that finally caused more drawdown in groundwater level in many aquifers of the country. However, due to shortage of water resources, efficient use and management of water resources is particularly important task in Iran. In order to effective management of water resources, we need to predict the groundwater level fluctuations exactly. In this study, the Artificial Neural Networks (A) approach is applied for predicting mean groundwater level in Najafabad Plain in central Iran. Najafabad Plain is one of the most important aquifer in Zayandeh-Rud Basin, which has faced with negative hydrologic balance and hence the quality of groundwater affected by excessive use of groundwater resources for agricultural uses. Artificial Neural Networks were used for simulation of this hydro system improved by Particle Swarm Algorithm for training of the network. For the neural network training, the weights and biases of the network are the decision variables, and the network error is the objective function that must be minimized. Comparison of the predicted results of ANN-PSO and measured mean groundwater level using 58 piezometers with monthly time steps for 20 years showed that the designed neural network is capable of predicting groundwater level fluctuations of the aquifer in different situations and can be used as a reliable tool for evaluating the water resources management scenarios in this aquifer. Three management scenarios under two climate change scenarios A2 and B1 were defined and its impacts on the plain were investigated. The first scenario aims to continue the current trend of extraction of groundwater as a base line scenario over the next 5 years, the second scenario aims to decrease pumping from the wells, and the third scenario aims to increase the surface water to irrigation channels in order to preserve the agriculture lands. For each scenario the volumes of groundwater extractions and surface water diversion were determined. Mean groundwater level changes under two climate change scenarios A2 and B1 and three management scenarios showed that for reducing drawdown of groundwater levels over the next five years, we need to reduce pumping from the Najafabad aquifer besides increasing the surface water diversion to the irrigation lands. Keywords : Water Resources Management, Simulation, Artificial Neural Network, Optimization, Particle Swarm Optimization, Management Scenarios, Najafabad Plain.
آب‌های زیرزمینی یکی از منابع مهم تأمین آب در تمام دنیا به‌ویژه اقلیم‌های خشک و نیمه خشک به‌شمار می‌آید. بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی در سال‌های اخیر باعث برهم خوردن تعادل طبیعی آن شده که نهایتاً باعث افت شدیدی در تراز آب زیرزمینی در بسیاری از نقاط کشور شده است. لذا با توجه به مشکل کمبود منابع آبی، استفاده و مدیریت بهینه از منابع آب اهمیت خاصی دارد. به‌منظور آگاهی از وضعیت این منابع و مدیریت بهینه آن‌ها، ابتدا لازم است که پیش‌بینی دقیقی از نوسانات سطح آب زیرزمینی صورت گیرد. در این تحقیق از شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی سطح ایستابی آب های زیرزمینی در آبخوان نجف آباد استفاده شده است. زیرحوضه نجف‌آباد به عنوان یکی از مهم ترین آبخوان‌های حوضه‌ی بزرگ زاینده‌رود می‌باشد، که پتانسیل بالای کشاورزی و استفاده بیش از اندازه از منابع آب زیرزمینی این آبخوان را با مشکلات بیلان منفی و افت کمی و کیفی آب های زیرزمینی مواجه نموده است. برای شبیه‌سازی سیستم از شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده، با این تفاوت که برای آموزش شبکه عصبی از الگوریتم بهبود یافته گروهی ذرات استفاده شده است. در آموزش شبکه عصبی وزن‌ها و بایاس های شبکه همان متغیر تصمیم هستند و خطای شبکه نیز به‌عنوان تابعی است که باید آن‌را مینیمم کرد. مقایسه مقادیر مشاهداتی میانگین عمق سطح ایستابی بیست ساله با استفاده از 58 پیزومتر با گام های زمانی ماهانه با مقادیر پیش بینی شده توسط شبکه عصبی آموزش دیده با الگوریتم بهبود یافته گروهی ذرات نشان می دهد که شبکه عصبی طراحی شده توانایی خوبی در پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی در شرایط مختلف این آبخوان داشته و می توان از آن به طور قابل اعتمادی جهت بررسی سناریوهای مدیریتی منابع آب در این زیرحوضه استفاده کرد. در ادامه سه سناریو مدیریتی تحت دو سناریو اقلیمی A2 B1 تعریف و اثرات آن بر حوضه بررسی گردید. سناریو اول با هدف ادامه روند کنونی بهره برداری از منابع آب در طی 5 سال آینده، سناریو دوم با هدف کاهش پمپاژ و سناریو سوم تحت عنوان افزایش دبی ورودی به کانال های آبیاری در جهت حفظ کشاورزی منطقه تعریف و اثرات آن بر سطح آب زیرزمینی منطقه نجف آباد بررسی گردید. تغییرات میانگین عمق سطح ایستابی در دو دشت چپ و راست نکوآباد تحت دو سناریو اقلیمی A2 B1 , و نیز سه سناریو مدیریتی اشاره شده نشان داد که جهت کاهش افت منابع آب زیرزمینی در طی 5 سال آینده بایستی ضمن کاهش پمپاژ از این آبخوان، افزایش آورد کانال های آبیاری را نیز در نظر داشت. کلمات کلیدی: 1- مدیریت منابع آب 2- شبیه سازی 3-شبکه عصبی مصنوعی 4- بهینه سازی 5- الگوریتم گروهی ذرات 6- سناریو مدیریتی 7- آبخوان نجف آباد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی