ارزیابی اثرات اعمال سیاست های مختلف مدیریتی بر روی آبخوان با استفاده از شبیه سازی عددی (مطالعه موردی: آبخوان نمدان، استان فارس، ایران)

امروزه علاوه بر رشد جمعیت و افزایش نیاز به منابع آب، کمبود بارندگی و جریانات سطحی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان باعث افزایش بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و درنتیجه بروز مشکلات متعددی در این منابع تجدیدناپذیر و ارزشمند شده است. از این رو، بررسی، پایش و پیش بینی وضعیت منابع آب زیرزمینی حائز اهمیت است. در این تحقیق از یک مدل توسعه داده شده شبیه سازی عددی تفاضل محدود با استفاده از کدنویسی در محیط متلب، جهت بررسی تغییرات تراز سطح آب زیرزمینی در یک محدوده مطالعاتی واقعی استفاده شد.

منطقه مورد مطالعه، آبخوان نمدان واقع در حوضه آبریز طشک - بختگان، استان فارس، ایران است. جهت بررسی تغییرات تراز آبخوان، مدل غیرماندگار تفاضل محدود، توسعه داده شد. جهت پیاده سازی مدل، محدوده با توجه به معیارهای مختلف، سلول بندی شد و تعداد 50 سلول چهارضلعی حاصل گردید. علاوه بر تبادل جریان زیرزمینی بین سلول ها در محدوده، تبادل بین سلول های مرزی و جریانات ورودی و خروجی از مرزها به این سلول ها نیز در مدل سازی لحاظ شد. پارامترهای تغذیه به روش سعی و خطا و ضرایب هدایت هیدرولیکی با استفاده از یک مسئله بهینه سازی با هدف کمینه سازی مجموع مربعات خطاهای محاسبات تراز آب محاسباتی و مشاهده ای (دوره 7 ساله) با ابزار بهینه سازی فراکاوشی جامعه مورچه ها واسنجی شدند و ضریب تبیین 93/0 حاصل شد. همچنین مدل واسنجی شده در یک دوره 3 ساله صحت سنجی گردید.

وضعیت آبخوان محدوده مطالعاتی، در شرایط غیرماندگار در دوره شبیه سازی 30 ساله، تحت 7 سناریو مختلف تدوین شده بر اساس شاخص های اقلیمی، برداشت، الگوی کشت و طرح ملی احیاء و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی در ایران، مورد بررسی قرار گرفت. با کاهش 10 درصدی بارش سالانه و افزایش 20 درصدی برداشت، تراز سطح آب زیرزمینی تا پایان دوره شبیه سازی نسبت به ادامه وضع موجود، به ترتیب 9/0 و 1/6 متر افت پیدا می کند. تغییر الگوی کشت با تغییر نوع محصول از گندم به محصولی کم آب بر مانند جو باعث می شود تا تراز سطح آب تا پایان دوره شبیه سازی، 4/4 متر افزایش پیدا کند. در سناریو حذف چاه های بدون پروانه بهره برداری در کل محدوده، به طور میانگین در هر سال، تراز سطح آب زیرزمینی 45/0 متر افزایش می یابد.

تحت سناریوی انسداد کامل چاه های غیرمجاز در کل منطقه، تراز آب زیرزمینی بیشترین تغییرات را در بین سناریوها داشته و تا پایان دوره شبیه سازی، 6/19 متر افزایش پیش بینی می شود. این امر لزوم توجه به تعیین تکلیف چاه های غیرمجاز در طرح ملی احیاء و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی در ایران را بیش از پیش نمایان می کند.