Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Reza Safavi
حمیدرضا صفوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahdi Azimi
مهدی عظیمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Assessment of GRACE Accuracy for Estimation of Groundwater Storage Changes for Six Major River Basins of Iran
Terrestrial water storage (TWS) is the total surface and subsurface water storage. It is difficult to measure terrestrial water storage changes (TWSC) over large scale areas, as there are different sources to measure and each source may faces lack of information. In-situ measurements are more accurate than any other method to determine different water sources storage changes but these methods cost lots of energy, time and money specially over large scale areas. Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) project has been providing accurate TWSC data for all over the world since 2002 and these data have been used in many hydrological researches. The history of these researches proves that the GRACE is a reliable tool to estimate TWSC in different large scale areas around the world, thus it can be used in researches over Iran’s major river basins. This thesis main goal is to assess the GRACE accuracy based on correlation between in-situ and GRACE derived seasonal groundwater storage changes for Iran’s major river basins and also for Iran, using JPL-MASCONS RL06 as GRACE data and data derived from almost 10000 piezometers over study areas as in-situ data. The period of the study is 168 months, from October 2002 to September 2016. For estimating GRACE derived groundwater storage changes, soil moisture, snow equivalent water and surface water storage changes are removed from TWSC. Soil moisture and snow equivalent water values are derived from Global Land Data Assimilation System (GLDAS), also observed storage changes of dams are assumed as surface water changes. Obtained correlation coefficients (R) in order based on basin’s number for Iran’s six major basins are 0.70, 0.67, 0.86, 0.75, 0.19, 0.68 and obtained R for Iran is 0.79. The results show high correlation between in-situ and GRACE derived seasonal groundwater storage changes for 5 out of 6 river basins and also for Iran. In the next part of study effects of precipitation and consumption on groundwater storage changes have been illustrated as charts and based on results, the main reason for groundwater storage changes is the amount of consumption and precipitation doesn’t affect significantly on groundwater storage changes specially in large scale areas however some of the changes in next seasons should be considered as effect of precipitation in past seasons but it is not significant.
.ذخایر آب زمین عبارت است از مجموع آبی که در سطح و زیرسطح زمین موجود است. برآورد تغییرات ذخایر آب زمین در مقیاس‌های مکانی بزرگ به دلیل کم بودن اطلاعات مورد نیاز معمولا با چالش های فراوانی روبه‌رو می‌باشد. با اینکه روش‌های معمول اندازه‌گیری دقت مناسبی دارند، اما برای برآورد تغییرات ذخایر آب زمین (TWSC) در ابعاد وسیع بسیار پرهزینه خواهند بود و معمولا با مشکل کمبود داده مواجه هستند. در سال‌های اخیر داده‌های ماهواره‌ای به‌دست آمده از پروژه بازیابی‌گرانش و آزمایش اقلیمی(GRACE) امکان مناسبی را برای برآورد TWSC در ابعاد مکانی گسترده ایجاد نموده است. داده‌های به‌دست آمده از پروژه GRACE تاکنون در مطالعات هیدرولوژیکی زیادی مورد استفاده قرار گرفته است و در بعضی از این مطالعات، نتایج آن همراه با نتایج شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط مدل‌های سطح زمین ارائه شده توسط سامانه جهانی تلفیق اطلاعات زمین (GLDAS) مورد استفاده قرار گرفته است که در این نمونه مطالعات، نتایج این دو پروژه مکمل یکدیگر بوده‌اند. نتایج مطالعات گذشته حاکی از این است که اطلاعات حاصل از GRACE می‌تواند به عنوان ابزار مناسبی برای انجام برآوردهای اولیه، سریع و کم هزینه در خصوص بیلان آب در حوضه‌های آبریز کشور مورد استفاده قرار گیرد. هدف از انجام این پایان‌نامه ارزیابی همخوانی و همبستگی میان تغییرات مقادیر آب زیرزمینی به‌دست آمده از داده‌های ماهواره‌ای و مقادیر مشاهداتی می‌باشد. این مطالعه با مقیاس زمانی فصلی، روی شش حوضه آبریز اصلی کشور ایران و همینطور کل کشور و برای دوره زمانی 168 ماهه معادل 56 فصل بین سال‌های آبی 82-1381 تا 95-1394 با استفاده از آخرین نسخه موجود یعنی نسخه RL06 داده‌های Mascons مربوط به مرکز JPL که یکی از سری داده‌های موجود GRACE می‌باشد انجام شده است. برای انجام این مطالعه تغییرات مقادیر رطوبت خاک و آب معادل برف از GLDAS و تغییرات آب سطحی از تغییرات مشاهداتی سدهای کشور تهیه شده و با کم‌کردن این مقادیر از تغییرات داده‌های GRACE تغییرات آب زیرزمینی محاسبه شده است. داده‌های مشاهداتی نیز با استفاده از مقادیر حدود 000´10 چاه پیزومتریک در سطح کشور تهیه شده‌اند. ارزیابی مقادیر تولید شده بر اساس مقادیر مشاهداتی، ضرایب همبستگی به ترتیب برای حوضه‌های آبریز دریای خزر، خلیج‌فارس و دریای عمان، دریاچه ارومیه، فلات مرکزی، مرزی شرق و قره‌قوم برابر با 7/0، 67/0، 86/0، 75/0، 19/0 و 68/0 و برای کل کشور برابر با 79/0 به‌دست آمده است. نتایج به‌دست آمده نشان‌دهنده همبستگی مناسب بین روند تغییرات مقادیر مشاهداتی و مقادیر تولید شده برای پنج حوضه آبریز از شش حوضه آبریز اصلی و همینطور همبستگی قوی برای کل ایران می‌باشند. در بخش بعدی مطالعه تاثیرات تغییرات بارندگی و همچنین تاثیرات مصرف کل از آبخوان‌های حوضه‌های آبریز بر تغییرات سطح آب زیرزمینی بررسی شده است، در نتیجه این بررسی مشخص شده که بیش‌تر تغییرات مقادیر آب زیرزمینی ناشی از مصرف بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی می‌باشد و تغییرات مقدار بارندگی تأثیر چندانی روی تغییرات منابع آب زیرزمینی به خصوص در مقیاس مکانی بزرگ ندارد؛ زیرا بر اساس نتایج مقدار بارندگی با تأخیر در فصل های بعد و به مقدار ناچیز مشاهده می‌شود در حالی که روند مقدار مصرف در بیشتر مواقع در حوضه‌های آبریز مختلف کاملاً با روند تغییرات آب زیرزمینی همخوانی نشان داده‌ است

ارتقاء امنیت وب با وف بومی