فهرست مطالب

آبخوان و قنات - سال سوم شماره 1 (پیاپی 4، بهار و تابستان 1400)

مجله آبخوان و قنات
سال سوم شماره 1 (پیاپی 4، بهار و تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/23
  • تعداد عناوین: 12
|
  • ابراهیم ابراهیمی، حمید کاردان مقدم*، عباس روزبهانی صفحات 1-12

    بحران آبی از مهم ترین مناقشات روز جهان محسوب می شود و ایران نیز در زمینه منابع آبی جزء کشورهای دارای شرایط تنش است. درپی افت سطح آب زیرزمینی آبخوان ها، اکثر دشت های کشور شرایط بحران منابع آبی و افت سطح آب زیرزمینی را تجربه کرده است و برداشت از سفره های آب زیرزمینی آن ها محدود گردیده است. از جمله دشت های دارای تنش آبی، دشت هشتگرد است که در این پژوهش به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. برای خروج این دشت از وضعیت مذکور، می بایست در زمینه مصارف آبی اقدامات مدیریتی اساسی صورت بگیرد که این امر نیازمند ابزارهای پیش بینی وضعیت منابع آبی در اثر اعمال این اقدامات است، یکی از این ابزارها، شبکه بیزین می باشد؛ که برای ایجاد مدل بیزین پیش بینی کننده وضعیت منابع آبی، متغیر پیش بینی شونده، پارامتر سطح آب زیرزمینی در ماه آتی و متغیرهای پیش بینی کننده، پارامترهای دما، بارش، تبخیر، میزان تغذیه آبخوان، میزان تخلیه آبخوان و سطح آب زیرزمینی در ماه فعلی درنظر گرفته شد. برای کاهش عدم قطعیت اطلاعاتی، از دو رویکرد پیش بینی با داده های دسته بندی شده (داده های گسسته) و پیش بینی با داده های صریح (داده های پیوسته) استفاده شد و با بررسی دقت پیش بینی آبخوان توسط دو رویکرد مورد اشاره، رویکرد صریح پیش بینی دقیقی از هیدروگراف مشاهداتی ارایه داد که درنتیجه، این رویکرد به عنوان رویکرد برتر برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی در اثر اعمال سناریوهای مدیریتی انتخاب گردید که در آن مقادیر ضریب تبیین 0/9452 و میانگین مجذور مربعات خطا 0/2207 می باشد. رویکرد مورد استفاده در این پژوهش را می توان در دیگر دشت های دارای تنش منابع آبی نیز به کار برد.

    کلیدواژگان: شبکه های بیزین، پیش بینی سطح آبخوان، مدیریت آب های زیرزمینی، دشت هشتگرد
  • حمید کاردان مقدم*، مینا نصیری صفحات 13-25

    آب به عنوان یک منبع طبیعی اصلی، نیاز اساسی بشر و یک دارایی ارزشمند است که در غیاب آن هیچ فعالیتی جهت توسعه اقتصادی- اجتماعی پایدار نخواهد بود. در مناطق خشک، منابع آب زیرزمینی با توجه به عدم وجود منابع آب سطحی از اهمیت و اولویت بیشتری برخوردار است. علاوه بر اهمیت کمیت آب زیرزمینی، کیفیت آن بسیار مهم بوده و تابع مستقیمی از فعالیت های انسانی است. آلودگی آب های زیرزمینی توسط انواع مختلف مواد آلی و ترکیبات معدنی یکی از شایع ترین مشکلات زیست محیطی در عصر حاضر است. این آلاینده ها همراه با آب زیرزمینی حرکت کرده و در نتیجه منجر به آلودگی منابع آب زیرزمینی خواهند شد. بنابراین آلودگی آب زیرزمینی یک تهدید شایع به دلیل نابودی کیفیت آب زیرزمینی و سمی کردن آب مورد استفاده بشر است. در مطالعه حاضر به منظور شبیه سازی کیفیت آب زیرزمینی در آبخوان بیرجند، مدل عددی MT3D به کار گرفته شدند. واسنجی مدل برای غلظت کلسیم در 5 سال از مهر 1386 تا شهریور 1391 صورت پذیرفته است. در مرحله واسنجی مقادیر خطای ME، MAE و RMSE به ترتیب برابر 2/147-،  6/556 و 9/304  میلیگرم در لیتر بدست آمد. مدل واسنجی شده با استفاده از اطلاعات در دسترس برای 5 سال آینده صحت سنجی گردیده است. نتایج مدل کیفی حاکی از تطابق مناسب مقادیر مشاهداتی و محاسباتی غلظت کلسیم بود.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آبخوان بیرجند، مدل کیفی، MT3D
  • ندا خان محمدی *، رقیه حمزه نژاد، حسین رضایی صفحات 26-37

    ارزیابی شاخص های کیفی آب های زیرزمینی و پهنه بندی آن ها، نقش مهمی در مدیریت بهینه آبخوان ایفا می کند. بدین منظور، شاخص های کیفی آب آبیاری در آب زیرزمینی استان آذربایجان غربی مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به آمار موجود، آمار کیفی 21 چاه مربوط به سال های 1390-1380 استخراج شد. شاخص همبستگی پیرسون برای تعیین ارتباط بین شاخص ها و نمودار ویلکوکس جهت تعیین کیفیت آب زیرزمینی مورد استفاده قرار گرفت. برای بررسی تغییرات مکانی شاخص ها در کل منطقه نیز از روش زمین آمار کریجینگ جهت پهنه بندی شاخص ها استفاده شد. نتایج همبستگی پیرسون بین شاخص های محاسبه شده، ارتباط معنی دار مقادیر همه شاخص ها با هم، جز شاخص pH، را در سطح اطمینان 95 درصد نشان داد. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی توسط نمودار ویلکوکس نشان داد که 43 درصد از محدوده ها در کلاس C3S1، 38 درصد محدوده ها در کلاس C2S1 و 19 درصد محدوده ها در سه کلاس C3S2، C4S3 و C4S2 می باشند. بررسی مکانی تمامی شاخص ها در کل استان نشان داد که آب زیرزمینی قسمت های شمال و جنوب شرقی استان و اطراف دریاچه ارومیه، برای استفاده کشاورزی، نامرغوب تر از قسمت های میانی و غربی می باشد.

    کلیدواژگان: استان آذربایجان غربی، پهنه بندی، شاخص کیفی، نمودار ویلکوکس
  • امیر خیاط، مهدی امیرآبادی زاده*، محسن پوررضا بیلندی، حسین خزیمه نژاد صفحات 38-51

    امروزه موضوع تغییراقلیم و مشکلات ناشی از آن از بحران های اساسی مدیریت منابع آب می باشد و از طرف دیگر با توجه به اینکه آب های زیرزمینی یکی از مهمترین منابع تامین آب می باشند، تحلیل اثرات تغییراقلیم بر آب های زیرزمینی در دوره های آتی ضرورت می-یابد. در این تحقیق برای بررسی اثرات سناریوهای تغییراقلیم بر تراز سطح آب زیرزمینی، مطالعه موردی بر روی سطح آب زیرزمینی دشت بیرجند واقع در استان خراسان جنوبی صورت گرفته است. در راستای این هدف به منظور ارزیابی اثرات تغییر اقلیم، 26پارامتر خروجی مدل گردش عمومی جو کانادا (CanESM2 AR5) وسناریوی انتشار RCP4.5 بعنوان پیش فرضهای این تحقیق استفاده شده است. همچنین به منظور ریز مقیاس نمایی داده های اقلیمی روزانه جهت تولید سناریوهای اقلیمی منطقه ای از مدل SDSM استفاده گردید. برای بررسی تغییرات و پیش بینی تراز آب زیرزمینی از شبکه عصبی فازی تطبیقی (ANFIS) بهره گرفته شد. نتایج تحقیق حاکی از سیر نزولی و افت قریب به 5/3متر در سطح آب زیرزمینی دشت بیرجند طی سال های آینده تا سال 2037می باشد. همچنین نتایج حاکی از افزایش کمی درتراز آب زیرزمینی طی سالهای 2040-2039 می باشد. با توجه به اهمیت آب زیرزمینی در تامین مصارف آب در منطقه، مدیریت بهینه و هوشمند منابع آب زیرزمینی و اصلاح الگوی مصرف ضروری بنظر می رسد.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، اقلیم، عصبی- فازی، سناریوهای اقلیمی، دشت بیرجند
  • فرزانه گویا، حسین خزیمه نژاد*، مصطفی یعقوب زاده، مهدی امیرآبادی زاده صفحات 52-65

    تغییر در دما و بارندگی اثرات زیادی بر کمیت و کیفیت منابع آب به خصوص مناطق خشک مانند ایران دارد. در این پژوهش به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر دبی قنات های شاخص شهرستان خوسف شامل سه قنات گیو، ماژان و وحدآباد پرداخته شد. بدین منظور ابتدا دمای کمینه و بیشینه و بارش در دو دوره آتی نزدیک (2060-2030) و دور (2100-2070) با استفاده از مدل تغییر اقلیم CANESM2 و دو سناریو انتشار 5/4RCP و 5/8 RCPبرآورد گردید. سپس این داده ها توسط دو مدل LARS-WG و SDSM ریزمقیاس شده و با هم مقایسه گردید. با استفاده از داده های بارش برای دوره آتی، دبی 4 قنات مورد مطالعه برای دوره های آتی برآورد گردید. نتایج نشان داد، دمای کمینه و بیشینه در سناریوی 5/8RCP نسبت به 5/4RCP در نتایج هر دو روش ریزمقیاس و برای هر دو دوره آتی بیشتر خواهد شد. بارش نیز دارای تغییرات اندکی برای دو سناریوی 5/8RCP و 5/4RCP در دوره آتی و دوره پایه خواهد بود. همچنین در مقایسه دو روش ریزمقیاس، مدل LARS-WG تغییرات دما را نسبت به مدل SDSM بیشتر و تغییرات بارش را کمتر برآورد کرده است. نتایج حاصل از تغییرات دبی قنات ها در دوره آتی نیز نشان داد که در همه قنات ها، میانگین ماهانه دبی مربوط به دوره آتی نسبت به دوره پایه کمتر برآورد شده است. همچنین سناریوی 5/4RCP نسبت به 5/8RCP در دو روش ریزمقیاس LARS-WG و SDSM، دبی بیشتری را تخمین زده است. با اطلاع از تغییرات دبی در آینده می توان راهکارهای مدیریتی برای مقابله با خشکسالی های احتمالی اتخاذ نمود.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، LARS-WG، SDSM، قنات، آبدهی
  • منیره فغانی*، توحید علیقلی نیا، یحیی چوپان صفحات 66-80

    در سال های اخیر، با رشد جمعیت و افزایش تقاضا برای تولید محصولات بیشتر، فعالیت های کشاورزی رشد بیشتری در دشت ارومیه داشته و با توجه به محدود بودن منابع آب های سطحی، عمدتا برداشت از آب های زیرزمینی، منجر به افت شدید منابع آب زیرزمینی در این منطقه شده است. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر محصولات کشاورزی بر تنش های وارده بر آب های زیرزمینی، شاخص ردپای آب زیرزمینی به کار گرفته شد. بدین منظور هشت محصول زراعی انتخاب شدند و شاخص های ردپای آب محصولات، ردپای آب زیرزمینی، تنش وارده به آب های زیرزمینی، شدت مصرف آب و بهره وری مورد محاسبه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مقدار شاخص ردپای آب زیرزمینی برای تمامی محصولات مورد بررسی در دشت ارومیه 46/5104 کیلومتر مربع و مقدار تنش وارده بر آب های زیرزمینی 97/5 واحد به دست آمد. در بین محصولات مورد بررسی نیز دو محصول گندم و یونجه به ترتیب با 78/1 و 8/2 واحد بیشترین تنش را به آب های زیرزمینی منطقه وارد می کنند. با افزایش راندمان آبیاری به 25 درصد، میزان شاخص تنش وارده بر آب های زیرزمینی برای محصول گندم به کمتر از 1 واحد رسید. نتایج حاصل از بررسی شدت مصرف آب و بهره وری محصولات نیز نشان داد که با افزایش راندمان، از شدت مصرف آب کاسته شده و بهره وری محصولات افزایش مییابد. اما افزایش راندمان آبیاری به تنهایی از بین برنده کل تنش های وارده بخش کشاورزی به محیط زیست و به خصوص منابع آب های زیرزمینی نخواهد بود و فقط یک عامل کمکی در کنار سایر عوامل می باشد.

    کلیدواژگان: بهره وری، راندمان آبیاری، دشت ارومیه، ردپای آب زیرزمینی، شدت مصرف آب
  • رضا دهشیبی*، فاطمه شیرزادی، عباس خاشعی سیوکی صفحات 81-91

    استفاده از آب باکیفیت نامناسب سبب مشکلاتی از جمله شور شدن خاک و کاهش نفوذپذیری خاک می شود. در این پژوهش به ‏بررسی کیفیت آب زیرزمینی در شهرستان سیرجان با استفاده از نمودارها و پارامترهای متداول در رده بندی کیفیت آب برای مصارف ‏کشاورزی و همچنین مصارف صنعتی پرداخته شده است. از نرم افزار آرک مپ و مینی تب جهت نمایش گرافیکی تغییرات پارامترهای ‏کیفی در محدوده منطقه و طبقه بندی آماری داده ها استفاده شده است. نتایج مطالعه نشان داد چاه (‏W2‎‏) که در شمال شرق آبخوان قرار دارد از کیفیت بالاتری نسبت به سایر چاه ‏های نمونه برخوردار است که طبق نمودار شولر در محدوده خوب تا قابل قبول قرار دارد و طبق نمودار ویلکاکس در محدوده ‏خوب قرار می گیرد و مقادیر منیزیم، کلسیم، سولفات، کلر و سدیم این چاه کمتر از حد مطلوب استاندارد سازمان بهداشت جهانی بود. همچنین طبق نتایج به دست آمده چاه (‏W12‎‏)، (‏W13‎‏)، (‏W15‎‏)،‏‎ (W17)‎‏،‏‎ (W3)، ‏(‏W9‎‏) (‏W10‎‏)، (‏W14‎‏)، (‏W3‎‏) که در شمال غرب، غرب، جنوب و جنوب غرب آبخوان قرار دارند چه ازلحاظ مصارف ‏شرب و چه از لحاظ مصارف کشاورزی از کیفیت نامناسب تری نسبت به سایر چاه ها برخوردار است. طبق نقشه های ‏کلاس بندی شده برای پارامترهای موثر در روش شولر قسمت های پیوستگی مکانی داده ها مورد بررسی قرار گرفت و پس از تهیه نقشه مکان های باکیفیت های متفاوت شناسایی شد. همچنین طبق نتایج به دست آمده از نقشه کلاس بندی شده پارامتر ‏EC‏ به روش ‏ویلکاکس، بخش وسیعی از آبخوان در کلاس نامناسب قرار می گیرد و فقط قسمت هایی از شمال شرق، شرق و بخش های ‏میانی آبخوان در کلاس متوسط قرار می گیرد.‏

    کلیدواژگان: درون یابی، دیاگرام شولر، کیفیت آب، هدایت الکتریکی
  • فاطمه سادات امیری کاریزکهنی *، عباس خاشعی سیوکی، امیرحسین احمدی حاجی، محدثه کاووسی صفحات 92-101

    امروزه یکی از مهم‌ترین مشکلات منابع آبی کشور کاهش کیفی منابع آب است .نیاز روز افزون آب منجر بهره برداری بی‌رویه از آب‌زیرزمینی وافت مداوم سطح آب در آبخوانها شده است و به تبع آن مشکلات زیست محیطی و از جمله کیفیت آب‌زیرزمینی نیز در خطر قرار گرفته و روندی رو به نابودی را ایجاد نموده است. در این تحقیق با استفاده از اطلاعات جمع‌آوری شده از محدوده دشت نیشابور به بررسی ارتباط بین افت سطح آب زیرزمینی و افزایش شوری آب پرداخته‌شده است. به‌منظور بررسی کمیت و کیفیت آب‌زیرزمینی دشت نیشابور با استفاده از داده‌های سطح آب و هدایت الکتریکی نقشه تغییرات سطح آب‌زیرزمینی و متغیر کیفی یادشده در دوره آماری مشخص، در محیط نرم‌افزار Arc GIS10.2، با روش زمین‌آماری تهیه شد. نتایج حاصل از تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی مکانی کمیت و کیفیت آب‌زیرزمینی چاه‌های مدنظر نشان داد که سطح آب باگذشت زمان در دوره آماری مشخص، افت و درنتیجه آن از میزان کیفت آن کاسته شده است.

    کلیدواژگان: دشت نیشابور، پهنه بندی، هدایت الکتریکی، تغییرات آب زیرزمینی، GIS
  • مجید خزائی*، محمدتقی آوند صفحات 102-118

    خشکسالی و کم آبی در ایران یک واقعیت اقلیمی است و با توجه به روند روزافزون نیاز بخش های مختلف به آب، در سال های آینده حادتر نیز خواهد شد. لذا، در چنین شرایطی یکی از راهکارهای موثر و عملی استفاده بهینه و صرفه‎جویی در مصارف مختلف آب به ویژه در بخش کشاورزی می باشد. در این پژوهش با بررسی اطلاعات هواشناسی و خاکشناسی منطقه امامزاده جعفر گچساران نیاز آبی محصولات زراعی و باغی غالب آبخوان محاسبه گردید. سپس بر اساس میزان عملکرد و درآمد خالص محصولات غالب در هر هکتار میزان بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب در هر محصول محاسبه شد. در نهایت با ارزیابی الگوی کشت فعلی، الگوی کشت آینده آبخوان پیشنهاد گردید. نتایج نشان داد مقدار بهره وری برای محصولات غالب آبخوان به طور متوسط 98/0 کیلوگرم بر متر مکعب و بهره وری اقتصادی محصولات به ازای هر متر مکعب آب مصرفی به طور متوسط 8904 ریال محاسبه شده است. نتایج ارزیابی بهره روی اقتصادی نشان داد که ارزش اقتصادی الگوی کشت پیشنهادی در مقایسه با الگوی کشت فعلی 7 برابر بیشتر می باشد.

    کلیدواژگان: بهره وری آب، ارزش اقتصادی، الگوی کشت، آبخوان امامزاده جعفر گچساران
  • داریوش ذاکری* صفحات 119-134

    تعدد قنوات در ایران و چند کشور دیگر نیازمند ساز و کاری نظام یافته برای نامگذاری آنها بوده و هست. اکنون هزاران قنات بدون نام وجود دارند که آدرس دهی آنها کار دشواری است و حتی روش واحدی برای شناسه گذاری شاخه ها و چاه ها در قنانهای شناخته شده وجود ندارد. این شیوه نامه راهکاری برای نامگذاری کلیه تنه ها، شاخه ها، قطعات رابط، ارتباطات ایجاد شده بین قنوات و همچنین چاه ها در نسلهای جدید و قدیم می باشد. اساس بخشی از نامگذاری مبتنی بر استفاده از موقعیت جغرافیایی سیستم MGRS برای قناتهای فاقد نام استوار است که بتوان آن را به آسانی در موتورهای جستجو و نقشه های مبتنی بر وب جستجو نمود. همچنین یک سبک ساده برای نامگذاری شاخه ها و تنه ها و قسمتهای رابط در قناتهای شناخته شده و نیز بدون نام تدوین شده که از 1-3 حرف لاتین تشکیل شده است و به این واسطه نامگذاری چاه ها به آسانی قابل انجام خواهد بود. نامگذاری بدون ارتباط با فعال یا غیر فعال بودن قنات انجام شده و کلیه کهنه کن های قنات ضمن نامگذاری از یکدیگر تفکیک می شوند. این روش در ثبت قنوات بر روی نقشه های متن باز OSM به اجرا درآمده است.

    کلیدواژگان: قنات، نامگذاری، ژئوکد، MGRS
  • علی جوادی*، غلامرضا فانی، محمدرضا محمدی، حبیب صیادی صفحات 135-146

    هدف اصلی این پژوهش، محاسبه نیاز خالص آبیاری محصولات کشاورزی حوضه آبریز قلعه چای در شرایط آب و هوایی فعلی و ارزیابی آن با داده های سند ملی آب بود. بدین منظور تبخیر و تعرق مرجع به روش پنمن- مانتیث- فایو برای سالهای 1392 الی 1398 محاسبه شد. در ادامه ضرایب گیاهی با توجه به شیوه-نامه نشریه فایو 56 اصلاح شدند. سپس به محاسبه باران موثر و نیاز خالص آبیاری پرداخته شد. درنهایت نیاز خالص آبیاری منطقه با داده های سند ملی آب مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مقادیر محاسباتی نیاز آبی و خالص آبیاری گیاهان در این پژوهش در همه موارد بیش از مقادیر ذکر شده در سند ملی آب بود. اختلاف مقادیر محاسباتی با پیشنهادی سند به دلیل آن بود که اطلاعات مورد استفاده برای محاسبات در این پژوهش از سال تاسیس ایستگاه هواشناسی حوضه یعنی 1391 بود درصورتی که محاسبات در سند مربوط به داده های قبل از سال 1378 و از ایستگاه های هواشناسی شهرهای مجاور بود؛ همچنین افزایش دما و کاهش بارندگی در سال های اخیر باعث افزایش نیاز آبیاری نسبت به سال های گذشته شده است. در آخر پیشنهاد می شود برآورد نیاز آبیاری طبق داده های هواشناسی سال های اخیر انجام شود تا به واقعیت نزدیک تر باشد.

    کلیدواژگان: پنمن- مانتیث- فائو، تبخیر و تعرق مرجع، عجب شیر
  • میلاد شرفی*، سعید صمدیان فرد صفحات 147-157

    تبخیر به عنوان یک عامل کلیدی در مطالعات هیدرولوژیکی، آب و هوایی، مدیریت آب کشاورزی، برنامه ریزی آبیاری و غیره در نظر گرفته می شود. تبخیر به دلیل فعل و انفعالات عوامل مختلف آب و هوایی، یک پدیده پیچیده و غیرخطی است. بنابراین، برای تخمین تبخیر باید از مدل های پیشرفته مانند معادلات تجربی و هوش مصنوعی استفاده کرد. در سال های اخیر، معادلات تجربی به طور گسترده برای تخمین تبخیر استفاده شده است. در این تحقیق عملکرد مدل های رگرسیون فرایند گاوسی (GPR) و رگرسیون ماشین بردار پشتیبان (SVR) در تخمین تبخیر روزانه دو ایستگاه آمل و بم، در بازه زمانی 2020- 2016 ارزیابی شده است. داده های روزانه هواشناسی میانگین دما، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و سرعت باد، به عنوان ورودی مدل های GPR و SVR برای تخمین تبخیر روزانه استفاده شد. در مطالعه حاضر چهار سناریو ترکیبی از پارامترهای هواشناسی به منظور تخمین تبخیر بکار گرفته شدند. نتایج حاصل از مدل های مذکور نشان داد که هر دو مدل GPR و SVR عملکرد قابل قبولی در تخمین تبخیر دارند (ضریب همبستگی حدود 94/0). همچنین با توجه به ارزیابی های انجام شده، مشخص شد که مدل GPR عملکرد بهتری نسبت به مدل SVR داشته است (جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب 56/1 و 62/1). در تحقیق حاضر از کرنل PUK به دلیل داشتن دقت بالا، بیشترین ضریب همبستگی و کمترین خطا (94/0 و 84/0) استفاده گردید.

    کلیدواژگان: تخمین تبخیر، رگرسیون فرایند گاوسی، رگرسیون ماشین بردار پشتیبان، آمل، بم
|
  • Ebrahim Ebrahimi, Hamid Kardan Moghadam *, Abbas Roozbahani Pages 1-12

    The water crisis is one of the most important conflicts of the day, and Iran is also in the field of water resources from countries with tension. Following the drop in groundwater levels in aquifers, most of the country's plains have experienced water crisis and water scarcity and their groundwater aquifers have been limited. Among the water stresses, Hashtgerd Plain, which has been selected as the study area. In order to exit the plain from the aforementioned situation, water management should be undertaken with basic management measures, which requires the provision of water resources predictive tools through these measures, one of which is the Bayesian network; In this study, to create a water-borne water prediction model, the predicted variable, groundwater surface parameter in the following month and predictive variables, temperature, precipitation, evaporation, aquifer feeding, The discharge level of the aquifer and the groundwater level were considered in the current month. To reduce information uncertainty, two predictive approaches were used with categorized data (discrete data) and prediction with explicit data (continuous data), and by examining the precision of the pre- The aquifer nose by the two approaches referred to provides explicit precision approach to observational hydrographs. As a result, this approach has been selected as a superior approach for predicting groundwater level due to the application of management scenarios in which the values ​​of the coefficient of explanation 0.94 and the RMSE is 0.207. The approach used in this study can be used in other water resources stresses.

    Keywords: Bayesian networks, water level prediction, Groundwater management, Hashtgerd Plain
  • Hamid Kardan Moghadam *, Mina Nasiri Pages 13-25

    Water, as a major natural resource, is a basic human need and a valuable asset in the absence of which no activity will be sustainable for socio-economic development. In arid areas, groundwater resources are more important and priority given the lack of surface water resources. In addition to the importance of groundwater quantity, its quality is very important and is a direct function of human activities. Groundwater pollution by various types of organic matter and mineral compounds is one of the most common environmental problems today. These pollutants travel with groundwater and will therefore contaminate groundwater resources. Therefore, groundwater pollution is a common threat due to the destruction of groundwater quality and the poisoning of water used by humans. In the present study, MT3D numerical model was used to simulate groundwater quality in Birjand aquifer. Modeling for calcium concentration has been done in 5 years from October 2007 to September 2012. In the calibration step, the error values ​​ME, MAE and RMSE were obtained as 2.147, 6.556 and 9.304 mg / l, respectively. The measured model has been validated using the available information for the next 5 years. The results of the qualitative model showed the appropriate matching of the observational and computational values ​​of calcium concentration.

    Keywords: Birjand aquifer, Groundwater, Qualitative model, MT3D
  • Neda Khanmohammadi*, Roghaie Hamzenejad, Hossein Rezaie Pages 26-37

    Evaluation of groundwater quality indices and their zoning has an important role in the optimal management of aquifer. For this purpose, quality indices related to groundwater irrigation of West Azarbayjan province, were evaluated. Related to existing data, quality statistics of 21 wells during2001-2011 were extracted. Pearson correlation index was used to determine the relationship between indices and Wilcox diagram to determine groundwater quality. Kriging geostatistical method was used to study the spatial changes of the indices in the study area. The results of Pearson correlation between the calculated indices showed a significant relationship,at the 95% confidence level, between the values of all indices, except the pH index. Groundwater quality assessment by Wilcox diagram showed that 43% of the studied are located in C3S1 class, 38% of the studied area are located in C2S1 class and 19% of the studied area are located in three classes C3S2, C4S3 and C4S2. Spatial study of all indices showed that the groundwater in the northern and southeastern parts of the province and around Lake Urmia, for agriculture use, is worse than the middle and western parts.

    Keywords: Quality index, West Azarbayjan, Wilcox diagram, Zoning
  • Amir Khayyat, Mahdi Amirabadi Zadeh *, Mohsen Pourreza Bilondi, Hosein Khozeymeh Nezhad Pages 38-51

    Nowadays؛ climate change and its effects creates a major crisis on the management of water resources. On the other hand؛ since groundwater is one of the most important sources of water supply؛ analyzing the impact of climate change on groundwater in the upcoming period will be necessary. The goal of current study is investigation of the effects of climate change scenarios for the balance of the groundwater level؛ case study on the subterranean water level in the field of Birjand South Khorasan province. In line with this goal in order to evaluate the effects of climate change؛ 26 parameters from the output of the Canadian General Circulation Models (CGCM3.1 AR5) under the emission scenario RCP4.5 was used as predictors. As well as؛ the SDSM model was applied for downscaling the climate data to generate the regional daily scenarios. The Artificial neural Network Fuzzy Integrated System (ANFIS) was used to investigate the changes in the balance of underground water. The results o؛ optimal and intelligent management of groundwater resources and improving the consumption pattern seems necessary.

    Keywords: Groundwater, climate, fuzzy neural, climate scenarios, Birjand plain
  • Farzaneh Gooya, Hosein Khozeymeh Nezhad *, Mostafa Yaghoob Zadeh, Mahdi Amirabadi Zadeh Pages 52-65

    Changes in temperature and rainfall have a large impact on the quantity and quality of water resources, In this research, the effects of climate change on the development of special Qanats in Khusf city (Giw, Mazhan and Vahad Abad) were investigated. For this purpose, minimum and maximum temperature and precipitation were firstly estimated in the two near future (2030-2060) and far future (2070-2100) using the CANESM2 large scale model and two emission scenarios of RCP4.5 and RCP8.5. These data were then quantified by two downscaling models of LARS-WG and SDSM. Using rainfall data for the upcoming period, Discharge value for 3 Qanats were estimated for future periods. The results showed that the minimum and maximum temperatures in the RCP8.5 scenario would be higher than RCP4.5 in the results of both downscaling methods and will increase for both future periods. Rainfall also has slight variations for two scenarios of RCP8.5 and 4.5 for the upcoming period and the base period. Also, comparing two methods of downscaling, the LARS-WG model estimates the temperature changes less than the SDSM model and less changes in rainfall. The results of Qanat change in the upcoming period also showed that in all qanats, the discharge average for the coming period is less than the base period. Also, the RCP4.5 scenario compared to RCP8.5 in two methods of LARS-WG and SDSM is estimated to be greater. Given the changes in discharge in the future, management strategy can be adopted to deal with possible droughts.

    Keywords: Climate change, LARS-WG, SDSM, Qanat, Discharge
  • Monireh Faghani *, Tohid Aligholi Nia, Yahya Choopan Pages 66-80

    Agricultural activities have grown more due to population growth and increasing demand for more products in the Urmia plain in recent years and have mainly been expanded with groundwater withdrawal, and because of the limited availability of surface water resources, this issue has led to a sharp drop in groundwater resources in the area. In this research, the groundwater footprint indicator was used to study the agricultural products’ effect on groundwater stresses. For this purpose, eight crops were selected, and the indices of water footprints, groundwater footprints, groundwater stresses, water use intensity, and efficiency were calculated. The results showed that the groundwater footprint indicator and the stress on groundwater resources for all studied products in Urmia plain were respectively 464.5 km2 and 5.97 units. Among the studied crops, wheat and alfalfa put the most stress on the groundwater of the region with 1.78 and 2.8 units, respectively. By increasing the irrigation efficiency to 25%, the stress index applied to groundwater for wheat yield became less than 1 unit. The study results on the water use intensity and products’ efficiency also showed that water consumption decreases with increasing efficiency, and products’ efficiency increases. However, increasing irrigation efficiency alone will not eliminate the entire stresses on the agricultural sector, the environment, and in particular, groundwater resources, and it is only an additional factor along with other factors.

    Keywords: Productivity, stress, Urmia Plain, Underground Water Footprint, Water use Intensity
  • Reza Dehshibi *, Fatemeh Shirzadi, Abbas Khashe Siuki Pages 81-91

    Improper quality water use causes problems such as soil salinity and reduced soil permeability. In this study, groundwater quality in Sirjan city has been investigated using common diagrams and parameters in water quality classification for agricultural and industrial uses. Archmap and mini-tab software has been used to graphically display changes in quality parameters in the region and statistical classification of data. The results of the study showed that well (W2) located in the northeast of the aquifer has a higher quality than other sample wells, which is in the range of good to acceptable according to Schuler diagram and in good range according to Wilcox diagram. The amount of magnesium, calcium, sulfate, chlorine and sodium in the well was less than the World Health Organization standard. Also according to the obtained results of well (W12), (W13), (W15), (W17), (W3), (W9) (W10 (W14), (W3) which are located in the northwest, west, south and southwest of the aquifer, both in terms of drinking and agricultural use, of poorer quality than other wells. Enjoys. According to the classified maps, for effective parameters in the Schuler method, the parts of spatial continuity of the data were examined and after preparing the map, locations with different qualities were identified. Also, according to the results obtained from the classification map of the EC parameter by Wilcox method, a large part of the aquifer is in the inappropriate class and only parts of the northeast, east and middle parts of the aquifer are in the middle class.

    Keywords: Interpolation, Schuler diagram, water quality, Electrical conductivity
  • Fateme Sadat Amiri Karizkohani*, Abbas Khashei Siuki, Amir Hossein Ahmadi Haji, MohadeseKavoosi givshad Pages 92-101

    Nowadays, one of the main problems of water resources in the country is the decline of water resources quality. The increasing demand for water has led to untapped groundwater exploitation and constant water loss in aquifers and as a result environmental problems including the quality of groundwater have been endangered and have created a destructive process. In this study,using the collected data from Neyshabour plain , relationship between groundwater level and increase salinity was determined. In order to investigate the quantity and quality of groundwater in the Neyshabour plain, using the data of surface water level and electrical conductivity, the map of changes in the water level and the qualitative variables were determined in the ArcGIS 10.2 software using a Geostatistics method. The results of the spatial zonation mapping of the quantity and quality of groundwater in wells showed that the water level decreased with the passage of time in the specified period and consequently its amount quality decreased.

    Keywords: GIS, Ground water changes, Electrical conductivity, Zoning, Neyshabour plain
  • Majid Khazayi *, Mohammad Taghi Avand Pages 102-118

    Drought and water scarcity in Iran is a climatic reality and due to the increasing need for water in various sectors, the phenomenon of drought will become more severe in the coming years. Therefore, in such conditions, one of the effective and practical solutions is the optimal use and saving of various water uses, especially in the agricultural sector. In this study, by examining the meteorological and soil science information of Imamzadeh Jafar area, the water requirement of crops and orchards was calculated. Then, based on the yield and net income of the dominant crops per hectare, the amount of physical and economic productivity of water in each crop was calculated. Finally, by evaluating the current cropping pattern, the future cropping pattern of the aquifer was proposed. The results showed that the average productivity for the dominant aquifer products was 0.98 kg / m3 and the economic productivity of the products per m3 of water consumption was calculated at an average of 8904 Rials. The results of economic productivity assessment showed that the economic value of the proposed cropping pattern is 7 times higher than the current cropping pattern.

    Keywords: Water productivity, Economic value, Cultivation pattern, Imamzadeh Jafar Aquifer
  • Dariush Zakeri * Pages 119-134

    Large number of qanats in Iran and other countries require a systematic naming mechanism. There are thousands of unnamed inactive qanats that are difficult to be addressed and there is no unique method for identification of branches and wells even in well-known qanats. This suggested method is a solution for naming trunks, branches, connections and wells in both old and new generations. In unnamed qanats nomination is based on the use of MRGS geographic position that can be easily searched and located using web based maps. Also, a simple method has been developed for nomination of trunks, branches and connections using 1-3 Latin characters for all of named and unnamed qanats, then the nomination of shafts could be easily done. Naming would be done regardless of being active or inactive for all of the new and old generations of a qanats. This method is tested while mapping qanats using OpenStreetMap.

    Keywords: Qanat, MGRS, nomination, geocode
  • Ali Javadi *, Gholamreza Fani, Mohammadreza Mohammadi, Habib Sayyadi Pages 135-146

    The main purpose of this study was to calculate the net irrigation requirement of agricultural products in the Qaleh Chay catchment in the current climatic conditions and evaluate it with the data of the National Water Document (NETWAT). For this purpose, the reference evapotranspiration was calculated by the Penman-Monteith-FAO method for the years 2013 to 2019. Subsequently, the plant coefficients were modified according to the guidelines of FAO 56. Then the effective rainfall and net irrigation requirement were calculated. Finally, the net irrigation requirements of the region were compared with the data of the National Water Document. The results showed that the values obtained in this research were in all cases higher than the values mentioned in the National Water Document. This difference was due to the fact that the information used for the calculations in this study was from the year of establishment of the meteorological station of the catchment (2012), while the calculations in the national water document were related to meteorological stations in neighboring cities and years before 1378. Also, increasing temperature and decreasing rainfall in recent years have increased the irrigation requirement compared to previous years. Finally, it is suggested that the estimation of irrigation requirements be done according to meteorological data of recent years to be closer to reality.

    Keywords: Ajabshir, Penman-Monteith-FAO, Reference evapotranspiration
  • Milad Sharafi *, Saeed Samadian Fard Pages 147-157

    Evaporation is considered as a key factor in hydrological, climatic, agricultural water management, irrigation planning, etc. studies. Evaporation is a complex and nonlinear phenomenon due to the interactions of various climatic factors. Therefore, advanced models such as experimental equations and artificial intelligence should be used to estimate evaporation. In recent years, experimental equations have been widely used to estimate evaporation. In this study, the performance of Gaussian process regression (GPR) and support vector machine regression (SVR) models in estimating the daily evaporation of Amol and Bam stations in the period 2020-2016 has been evaluated.Daily meteorological data on mean temperature, relative humidity, sunshine hours and wind speed were used as input of GPR and SVR models to estimate daily evaporation. In the present study, four combined scenarios of meteorological parameters were used to estimate evaporation. The results of the mentioned models showed that both GPR and SVR models have acceptable performance in estimating evaporation (correlation coefficient about 0.94). Also, according to the evaluations, it was found that the GPR model had a better performance than the SVR model (root mean square error of 1.56 and 1.62, respectively). In the present study, the PUK kernel was used due to its high accuracy, highest correlation coefficient and lowest error (0.94 and 0.84).

    Keywords: Evaporation estimation, Gaussian process regression, Support vector machine regression, Amol, Bam