فهرست مطالب

مجله آبخوان و قنات
سال پنجم شماره 1 (پیاپی 8، بهار و تابستان 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/09/01
- تعداد عناوین: 12
-
-
صفحات 1-18
مدیریت جامع موفق منابع آب سطحی و زیرزمینی، شناخت اجزای تاثیرگذار و مشخص کردن هم افزایی و مصالحه میان آن ها بسیار حائز اهمیت است و با استفاده از مفهوم هم بست امکان پذیر می شود. می توان عوامل تغییر دهنده شرایط هیدرولوژیکی را به عنوان اجزای اصلی در مفهوم هم بست در نظر گرفت. در حوضه آبریز زاینده رود، دسترسی به منابع آب، کاهش اثرات منفی خشکسالی، تامین نیازهای کشاورزی، صنعت و شرب و نیاز زیست محیطی همواره چالش برانگیز بوده است. بنابراین هدف اصلی این پژوهش، بررسی جامع تاثیرپذیری متقابل عوامل مختلف در حوضه زاینده رود با معرفی شاخص هایی در بخش آب، انرژی، تغییر کاربری اراضی کشاورزی و نیاز زیست محیطی انتخاب شد که هر کدام از بخش ها، یکی از اجزای مفهوم هم بست هستند. با روش پیرسون رابطه متقابل اجزای هم بست مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج، شاخص انرژی و آب به ترتیب از ذینفعان بزرگ منابع آب شناخته شدند و بالا ترین همبستگی میان شاخص تغییر کاربری اراضی و شاخص آب کشاورزی در حدود 0/78 بدست آمد. با توجه به مقدار پیرسون 0/46- در رابطه شاخص آب صنعتی و تغییر کاربری اراضی کشاورزی، مشخص شد که با افزایش یکی، دیگری به سبب کمبود منابع آب سطحی و زیرزمینی موجود، کاهش یافته است. مفهوم هم بست امکان شناخت جامع از منابع آب یک حوضه و تاثیر متقابل عوامل مختلف بر هم را فراهم می سازد، تا مدیران و سیاست گذاران منابع آب بتوانند برنامه های جامع مدیریتی خود را ارائه دهند.
کلیدواژگان: مدیریت جامع منابع آب سطحی و زیرزمینی، مفهوم هم بست، مصارف، تالاب گاوخونی -
صفحات 19-44
آبخوان های ساحلی، سفره های آب زیرزمینی هستند که در کنار دریا قرار گرفته اند. همواره کیفیت آب این آبخوان ها مورد توجه بوده و یکی از اصلی ترین نگرانی ها در این مورد نفوذ آب شور دریا به آبخوان می باشد. میزان اثر پذیری آب سفره، به جریان آب زیرزمینی و هم چنین غلظت ماده آلاینده نمک بستگی دارد؛ از طرفی میزان شوری وارده نیز به عواملی چون فعالیت های کشاورزی و انسانی، تغییرات اقلیمی و غیره وابسته است. امروزه با عنایت به کمبود منابع آب استفاده از منابع آب زیرزمینی افزایش یافته، لذا بررسی پدیده نفوذ آب شور امری ضروری تلقی می شود که در این مطالعه به بررسی آن پرداخته می شود. در این تحقیق از معادلات نفوذ که شامل معادلات جریان و انتقال هستند استفاده شد. برای حل معادلات مذکور از روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین MLPG استفاده شد. به جهت صحت سنجی نتایج، معادلات مسئله استاندارد هنری حل شد. برای بررسی نتایج، مسئله هنری با نرم افزار FEFLOW حل و با مدل پیشنهادی مقایسه گردید و مشاهده شد که نتایج حاصل از روش بدون شبکه پتروو-گالرکین محلی به نتایج مدل اجزاء محدود FEFLOW نزدیک می باشد که این نشان از دقت قابل قبول این مدل می باشد.
کلیدواژگان: نفوذ آب شور، معادلات جریان و انتقال، روش پتروو-گالرکین محلی، مدل FEFLOW -
صفحات 45-58کاهش نزولات جوی و برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی در دهه های اخیر، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مانند شهرستان بیرجند در استان خراسان جنوبی، منجر به افت شدید سطح آب زیرزمینی و کاهش دبی قنات ها شده است. با توجه به اینکه شهرستان بیرجند با داشتن بیش از 1875 رشته قنات و تخلیه 23 میلیون مترمکعب در سال، بیشترین تعداد قنات ها را در سطح استان دارد و بیش از 90 درصد آب مصرفی در این شهرستان از طریق قنات ها تامین می شود، پیش بینی دقیق دبی آن ها از اهمیت حیاتی برخوردار است. در این پژوهش، از شبکه عصبی فازی تطبیقی (ANFIS) به عنوان یک ابزار قدرتمند برای مدل سازی سیستم های پیچیده و غیرخطی استفاده شده است. این مدل قادر است روابط پیچیده بین متغیرهای ورودی (مانند بارندگی، تبخیر، سطح آب زیرزمینی) و خروجی (دبی قنات) را شناسایی کرده و پیش بینی دقیقی از دبی آینده ارائه دهد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که مدل ANFIS با ضریب همبستگی 0/98، ضریب نش - ساتکلیف 0/97 و میانگین مربعات خطا 0/049، در مقایسه با سایر مدل ها با دقت بسیار بالایی قادر به پیش بینی دبی قنات ها است و می تواند در تصمیم گیری های مرتبط با مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گیرد.کلیدواژگان: قنات، مدیریت منابع آب، شبکه عصبی فازی، شهرستان بیرجند
-
صفحات 59-78
محل دفن پسماند (لندفیل) به عنوان یکی از راهکارهای مدیریت مهندسی پسماند و زباله می باشد. شیرابه حاصل از پسماند به عنوان عامل تهدید کننده کیفیت آب های زیرزمینی در محل لندفیل و پایین دست به شمار می رود. بررسی عمق و توسعه یافتگی جانبی شیرابه در آبخوان یا هاله آلودگی با استفاده از برداشت های توموگرافی مقاومت ویژه راهکاری کم هزینه و بهینه در پایش و مدلسازی انتشار آلودگی می باشد. در این مطالعه تلاش گردید هاله آلودگی ناشی از کانال انتقال شیرابه در دو حالت بدون آلودگی و آلوده مورد بررسی قرار گیرد. به این منظور 3 پروفیل توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی به طول 120 متر با فواصل الکترودی 2 متری در لندفیل همدان برداشت شد. نتایج به دست آمده نشان داد توزیع هاله آلودگی در مسیر انتقال شیرابه تا عمق حدود 18 متری توسعه یافته و توزیع جانبی آن به طول 50 متر نیز رسیده است در حالی که در آبراهه فصلی این توسعه یافتگی عمقی و جانبی کمتر می باشد. این مطالعه نشان داد تاثیر کانال انتقال و آبراهه فصلی بر عمق و توسعه یافتگی جانبی شیرابه تاثیرگذار است. بنابراین جهت جلوگیری از ادامه این روند لازم است بحث انتقال شیرابه با لحاظ نمودن راهکاری مدیریتی و از طریق لوله های عایق و ایزوله شده انجام گرفته و از خروج شیرابه از محل لندفیل جلوگیری شود.
کلیدواژگان: پسماند، لندفیل، شیرابه، توموگرافی مقاومت ویژه -
صفحات 79-100نظارت مستمر و ارزیابی کیفیت منابع آب یک مسئله کلیدی برای حفاظت و مدیریت پایدار آن است. هدف از این مطالعه بررسی کیفیت آب چشمه های حوزه آبخیز سد ایلام واقع در استان ایلام با استفاده از شاخص WQI ، استاندارد WHO و بررسی نمودارهای شولر و پایپر می باشد. در این مطالعه ده پارامتر کیفی آب شامل سولفات، کلر، بی کربنات، PH، TDS، سختی کل، پتاسیم، سدیم، منیزیوم و کلسیم در 4 چشمه انتخابی به مدت 6 ماه از فروردین 1402 تا شهریور 1402 با استفاده از روش های استاندارد مورد اندازه گیری قرار گرفتند. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که طبق روش WQI، کیفیت آب طی مدت پژوهش در ایستگاه های نمونه برداری با امتیاز38/07 تا 45/45 در وضعیت عالی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان داد که طبق استاندارد WHO، تمامی پارامترها در محدوده استاندارد قرار گرفتند. همچنین کیفیت آب طبق نمودار شولر در وضعیت خوب و طبق نمودار پایپر در گروه بیکربناته کلسیمی قرار گرفتند. با وجود کیفیت آب عالی، ضروری است که نظارت های مستمر و مدیریت دقیق تری اعمال شود تا از احتمال وقوع آلودگی های آینده جلوگیری شود. تحلیل های انجام شده با استفاده از شاخص های WQI و نمودارهای پایپر و شولر نشان می دهد که این ابزارها برای تحلیل و تفسیر مجموعه ای از داده های پیچیده، ارزیابی کیفیت آب و فهم مکانی کیفیت آب برای مدیریت موثر کیفیت آب مفید و سودمند هستند و می توانند به عنوان مبنای محکمی برای تصمیم گیری های مدیریتی و اجرای سیاست های حفاظتی مورد استفاده قرار گیرند.کلیدواژگان: چشمه، شولر، کیفیت آب، WQI
-
صفحات 101-124
سیل رویدادی ناگهانی است که در بروز آن عوامل متعددی دخالت دارند. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر طرح های آبخیزداری در کاهش خطر سیل خیزی در محدوده مطالعاتی درمیان انجام شده است. در این پژوهش از شش معیار اصلی: توپوگرافی، پوشش زمین، مورفولوژی رودخانه، هیدرو اقلیم، زمین شناسی و فعالیت های انسانی و 10 زیر معیار: ارتفاع، شیب، فرم زمین، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، تراکم آبراهه، فاصله از آبراهه، بارش، زمین شناسی و صرفا وجود یا عدم وجود طرح های آبخیزداری استفاده شده است. همچنین به منظور تعیین وزن هر زیر معیار در تعیین عوامل تاثیرگذار در وقوع سیل از روش پرسشنامه ای و تحلیل سلسله مراتبی AHP در نرم افزار Expert choice استفاده شده است. سپس با استفاده از منطق فازی، پهنه بندی خطر وقوع سیلاب در دو حالت: 1- وجود طرح های آبخیزداری و 2- عدم وجود طرح های آبخیزداری در محیط ArcGIS صورت گرفته است. نتایج نشان داد؛ زیر معیار تراکم آبراهه و پوشش گیاهی به ترتیب با اوزان 0/288 و 0/205 دارای بیشترین اهمیت و زیر معیار ارتفاع با وزن 0/007 دارای کمترین اهمیت در وقوع سیل در محدوده مورد مطالعه مشخص شده اند. همچنین نتایج نشان داد مساحت مناطق با خیلی زیاد از 49567.55 به 60606/82 و مناطق باخطر زیاد از 116976/42به 88824/38 هکتار کاهش پیدا کرده و مساحت مناطق باخطر متوسط از101449/71 به 123260/3 و مناطق باخطرکم از 39126/18 به 64428/01 هکتار افزایش پیدا کرده است.
کلیدواژگان: عملیات آبخیزداری، خطر سیلاب، منطق فازی، پهنه بندی، Arcgis -
صفحات 125-138
در این پژوهش از مدل هیریدی رگرسیون بردار پشتیبان با الگوریتم های بهینه سازی موجک، کرم شب تاب و گرگ خاکستری به منظور برآورد میزان سختی آب زیرزمینی چاه ناصروند واقع در دشت خرم آباد استان لرستان استفاده شد. جهت مدل سازی از داده های کیفی چاه موجود شامل پارامتر هیدروژن کربنات (HCO3)، کلرید (Cl)، سولفات (So4)، منیزیم (mg)، کلسیم (ca) و سختی آب (TH) همگی بر حسب ppm در مقیاس زمانی ماهانه در طی سال آبی (1402-1382) بعنوان ورودی و میزان سختی آب زیرزمینی به عنوان خروجی مدل انتخاب گردید. به منظور ارزیابی عملکرد مدلها از معیارهای ارزیابی ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین قدر مطلق خطا و ضریب نش ساتکلیف استفاده شد. همچنین جهت تحلیل نتایج مدلها از نمودار سری زمانی و باکس پلات و تیلور استفاده شد. نتایج نشان داد سناریو های ترکیبی در مدلهای مورد بررسی باعث بهبود عملکرد مدل می شود. مقایسه نتایج نشان داد مدل رگرسیون بردار پشتیبان - موجک عملکرد بهتری نسبت به مدل رگرسیون بردار پشتیبان-گرگ خاکستری در مدل سازی دارد، بگونه ای که مدل رگرسیون بردار پشتیبان - موجک با ضریب همبستگی 0/917، کمترین ریشه میانگین مربعات (ppm) 0/190، کمترین میانگین قدر مطلق خطا (ppm) 0/115 و بیشترین ضریب نش ساتکلیف 0/920 در مرحله صحت سنجی در اولویت قرار گرفت. درمجموع نتایج نشان داد استفاده از مدلهای هوشمند مبتنی بر رویکرد رگرسیون بردار پشتیبان می تواند رویکردی موثر در مدیریت کیفی آبهای زیرزمینی باشد.
کلیدواژگان: آب زیرزمینی، خرم اباد، رگرسیون بردار پشتیبان، فراابتکاری -
صفحات 139-168
یکی از نیازهای اساسی برای شکل گیری روستاها و شهرها، وجود یک منبع آب قابل دسترسی می باشد. نعمت وجود آب در مناطق کویری ایران، همواره مورد توجه همگان بوده به طوری که از زمان های گذشته تا زمان حال آب را مقدس می شماردند. منطقه کویری بیرجند نیز با تکیه بر قنات قصبه شکل گرفت و با گذشت زمان و تلاش اشخاص رو به گسترش نهاد. بافت تاریخی بیرجند و محله های وابسته به آن تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله حکومت، هم بستگی خانوادگی، طبقات اجتماعی و... شکل گرفت و از زمان گذشته هم چنان در حال پیشرفت می باشد و بخش بزرگی از این پیشرفت مدیون قنات قصبه بوده است. لذا در این پژوهش سعی در کشف نحوه کل گیری بافت تاریخی بر اساس تاثیر مسیر حرکت قنات قصبه کردیم. این پژوهش از نوع هدف در زمره تحقیقات بنیادی و از حیث ماهیت و روش در زمره تحقیقات تحلیلی-توصیفی به شمار می آید. پژوهش پیش رو با بهره گیری از روش مطالعات میدانی، کتابخانه ای، انجام مصاحبه و هم چنین برگزاری جلسه ی گفت و گوی تخصصی انجام گرفت. مطالعات و مشاهدات حاکی از این موضوع بود که بافت بیرجند از زمان شکل گیری تابع حرکت آب بوده و اساس شکل گیری آن بر اساس مسیر قنات قصبه بوده است.
کلیدواژگان: قنات قصبه، بافت تاریخی، شهر بیرجند، آب -
صفحات 169-182
منابع آب قابل استفاده برای بشر به دلیل توزیع نامتقارن و عدم قطعیت های ناشی از تغییرات اقلیمی با محدودیت هایی مواجه شده است. برای مقابله با این چالش ها، انسان به تدابیر مختلفی متوسل شده است. یکی از این تدابیر، کاهش عدم قطعیت در دسترسی به آب از طریق ساخت سدهای مخزنی و ایجاد مکان های ذخیره آب است. گرچه ساخت سد یکی از مهمترین دستاوردهای بشر محسوب می شود و مزایای بسیاری به همراه داشته است، اما تاثیرات منفی نیز بر وضعیت هیدرولوژی مناطق داشته است. یکی از این تاثیرات منفی، کاهش تغذیه آبخوان ها است. در این پژوهش، تاثیر سد ارداک بر وضعیت آبخوان دشت مشهد مورد بررسی قرار گرفته است. آبخوان دشت مشهد منبع اصلی تامین آب شرب، کشاورزی و صنعتی برای کلان شهر مشهد و همچنین شهرهای چناران، گلبهار و قوچان است. مطالعات محدودی در خصوص تاثیر سدها بر آبخوان ها وجود دارد؛ اما در این پژوهش تلاش شده است تا تاثیر ساخت سد ارداک بر کمیت و کیفیت آبخوان دشت مشهد به دقت بررسی شود. به همین منظور ابتدا میزان آب ورودی به رودخانه ارداک قبل از احداث سد بررسی و تحلیل شد. سپس با استفاده از نرم افزار VENSIM میزان افت آبخوان مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش شعاع تاثیر سد ارداک تا محل پیزومتر شیرحصار، می توان میزان افت ناشی از احداث سد را مشاهده کرد.
کلیدواژگان: آبخوان دشت مشهد، سد ارداک، نرم افزار VENSIM -
صفحات 183-202
حدود 70 درصد بلایای جهانی به رویدادهای هیدرومتئورولوژیکی مرتبط هستند. سیلها یکی از بزرگ ترین خطرات طبیعی برای توسعه پایدار بشمار میرود. این پدیده به دلیل عوامل اقلیمی و جمعیتی در حال وخیم تر شدن است. چارچوب مدیریت جامع سیل دو دهه پیش توسعه یافت، تا روش هایی برای مقابله با این مشکلات فراهم کند. این چارچوب با توجه به پیچیدگی ها و نیازهای چندجانبه، به عنوان یک ابزار اساسی برای کاهش خطرات سیل و افزایش تاب آوری جوامع در برابر این خطرات شناخته می شود. در این چارچوب، همکاری های چندجانبه، توسعه ظرفیت ها و پیشرفت های فناوری ضروری است. مطالعه حاضر به مرور مدیریت جامع سیل در ایران و بیان چالشهای موجود میپردازد. روش تحقیق، توصیفی-مروری میباشد، که ابزار جمع آوری اطلاعات، اسناد و مدارک مرتبط با موضوع است. در واقع، مدیریت جامع سیل یک فلسفه برای توسعه یکپارچه منابع آب است، که هدف آن به حداکثر رساندن منافع خالص در مناطق سیل خیز و در عین حال کاهش خسارات ناشی از سیل است. مدیریت جامع سیل در ایران بر اساس قانون توزیع عادلانه آب و آیین نامه های مرتبط اجرا می شود، اما وظایف دستگاه های اجرایی فاقد انسجام لازم است. نظامنامه سیل وزارت نیرو، به عنوان سندی جامع، اقداماتی را به منظور مدیریت سیل در مراحل پیش و پس از وقوع مشخص کرده است، اما هنوز بسیاری از اقدامات کلیدی مانند سامانه های پایش و هشدار سیل بطور موثر عملیاتی نشده اند. مشارکت همه جانبه و رویکرد یکپارچه در تدوین برنامه های مدیریت سیل ضروری است، تا ضمن جلوگیری از انتقال مشکلات به مناطق دیگر، از سیلاب ها به عنوان فرصتی برای توسعه پایدار استفاده شود.
کلیدواژگان: سیل، سیل خیزی، مدیریت جامع سیل، مدیریت خطر، منابع آب -
صفحات 203-216
کمبود منابع آب در اقلیم های خشک و نیمه خشک سبب شده تا پساب فاضلاب به عنوان یک گزینه پیش رو جهت ثبات کشاورزی و تولید محصول در آبیاری اراضی مورد استفاده قرار گیرد. به علاوه، کیفیت پایین اراضی کشاورزی در این اقلیم ها نیز مستلزم استفاده از کودها و اصلاح کننده ها بوده که در این راستا لجن فاضلاب می تواند یک گزینه سهل الوصول باشد. به رغم رفع نیاز آبی و کودی اراضی با دو گزینه مذکور، مطالعه پیآمدهای آن ها بر بستر خاک اراضی جهت کشاورزی پایدار ضروری است. لذا، هدف این مطالعه بررسی مروری اثرات مواد معلق پساب فاضلاب و لجن فاضلاب بر ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی خاک از قبیل چگالی ظاهری، تخلخل، هدایت هیدرولیکی، نفوذپذیری، ساختمان خاک، پایداری خاکدانه و منحنی رطوبتی است. مطالعات انجام شده در این زمینه نشان داد که آبیاری با پساب فاضلاب موجب افزایش چگالی ظاهری، کاهش تخلخل و هدایت هیدرولیکی، تخریب ساختمان خاک و خاکدانه ها شده اما وضعیت رطوبتی خاک را بهبود بخشید. اثرات لجن فاضلاب روی خصوصیات خاک، گواه این موضوع است که این ماده می تواند موجب بهبود ساختمان خاک، افزایش قطر خاکدانه ها و تسریع در فرآیند تشکیل آن ها شده و از این طریق شرایط کاهش چگالی ظاهری و افزایش تخلخل، هدایت هیدرولیکی و نفوذپذیری را ایجاد نموده و موجب افزایش رطوبت قابل استفاده در خاک گردد.
کلیدواژگان: تخلخل، چگالی ظاهری، ساختمان خاک، نفوذپذیری، هدایت هیدرولیکی -
صفحات 217-230یکی از رویکردهای موثر در مدیریت منابع آب، سیستم های حسابداری آب هستند که با ترکیب اطلاعات اقتصادی و زیست محیطی، امکان بهینه سازی منابع آب را فراهم می کنند. چارچوب حسابداری زیست محیطی-اقتصادی برای آب (SEEAW) به عنوان یکی از مهم ترین سیستم های بین المللی، ابزار کارآمدی برای مدیریت منابع آب است. استفاده از این سیستم ها در کاهش مصرف آب، بهبود بهره وری و توسعه پایدار تاثیرگذار است. پژوهش حاضر به معرفی چارچوب SEEAW، تاریخچه و اصول آن پرداخته و عملکرد این سیستم در مدیریت منابع آب و اقتصاد را بررسی می کند. هم چنین اجزای SEEAW شامل تعاریف و اقدامات حسابداری کشورهای عضو سازمان ملل و کاربرد آن در صنایع مختلف، به ویژه صنعت مواد معدنی، تحلیل می شود. چالش ها و فرصت های این سیستم در بهینه سازی مصرف آب و حفظ محیط زیست نیز مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که استفاده از SEEAW می تواند مصرف آب را کاهش دهد، بهره وری را بهبود بخشد و به توسعه پایدار منابع آبی کمک کند. علاوه بر این، نیاز به سیاست های اقتصادی و زیست محیطی مبتنی بر داده های علمی به ویژه در کشورهای در حال توسعه احساس می شود.کلیدواژگان: سیستم حسابداری زیست محیطی-اقتصادی آب (SEEAW)، مدیریت منابع آب، حسابداری آب، توسعه پایدار، سیاست های زیست محیطی
-
Pages 1-18
Successful comprehensive and integrated management of water resources, recognizing the influential components, and specifying synergy and compromise between them is important and is possible by using the concept of Nexus. The factors that change the hydrological conditions can be considered the main components of the Nexus. In the Zayandeh-Rud River Basin, access to water sources, reducing the adverse effects of drought, and providing agriculture, industry, drinking, and environmental needs have always been challenging. Therefore, the main goal of this research was to comprehensively investigate the mutual influence of different factors in the Zayandeh-Rud basin by introducing indicators in the water, energy, agricultural land-use change and environmental needs, which are the components of the Nexus concept. The mutual relationship among the main components was investigated by Pearson's correlation method. According to the results, the energy and water index were recognized as the major beneficiaries of water resources, respectively, and the highest correlation between the land-use change index and the agricultural water index was obtained at about 0.78. According to Pearson's value of -0.46 in relation to the industrial water index and agricultural land-use change, it was found that with the increase of one of them, the other decreased due to the lack of water resources. The concept of Nexus provides the possibility of a comprehensive understanding of the water resources of a basin and the mutual influence of different factors on each other, so that managers and policymakers of water resources can present their comprehensive management plans.
Keywords: Integrated Management Of Surface, Groundwater Resources, Nexus Concept, Water Use, Gavkhuni Wetland -
Pages 19-44
Coastal aquifers are groundwater aquifers located by the sea. The water quality of these aquifers has always been considered and one of the main concerns, in this case, is the infiltration of salt water into the aquifer. The effectiveness of aquifer water depends on the flow of groundwater as well as the concentration of salt contaminants. On the other hand, the amount of salinity is dependent on factors such as agricultural and human activities, climate change and so on. Today, due to the scarcity of water resources, the use of groundwater resources has increased, so the study of saline water intrusion is considered necessary, which is studied in this study. In this research, diffusion equations including flow and transport equations have been used. To solve the above equations, the meshless local Petrov-Galerkin method has been used. The Henry standard problem was solved to validate the results of the equations. To evaluate the results, the Henry problem was solved with FEFLOW software and compared with the proposed model and it was observed that the results of the meshless local Petrov-Galerkin method are close to the results of the FEFLOW finite element model, which indicates the acceptable accuracy of this model.
Keywords: Saline Water Intrusion, Flow, Transport Equations, Local Petrov- Galerkin Method, FEFLOW Model -
Pages 45-58The decline in precipitation and excessive groundwater extraction in recent decades, particularly in arid and semi-arid regions such as Birjand County in South Khorasan Province, has resulted in a significant decrease in groundwater levels and a reduction in qanat flow rates. Given that Birjand County possesses over 1875 qanats, contributing to a total discharge of 23 million cubic meters annually, and relies on qanats for more than 90% of its water consumption, accurate prediction of their flow rates is of paramount importance. In this research, an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) has been employed as a powerful tool for modeling intricate and nonlinear systems. This model is capable of identifying the complex relationships between input variables such as rainfall, evaporation, and groundwater level, and the output variable, which is the qanat flow rate. The model's capability enables it to deliver precise predictions of future flow rates. The findings of this study demonstrate that the ANFIS model outperformed other models, achieving a correlation coefficient of 0.98, a Nash-Sutcliffe efficiency of 0.97, and a mean squared error of 0.049. This exceptional accuracy underscores the model's potential for predicting qanat flow rates. Consequently, this model can be effectively utilized in decision-making processes related to the sustainable management of groundwater resources within the study area.Keywords: Qanats, Water Resources Management, Fuzzy Neural Network, Birjand City
-
Pages 59-78
The waste disposal site (landfill) is one of the strategies of waste engineering management. The leachate from the waste is considered a threat to the quality of groundwater around the landfill and downstream. Investigating the vertical and lateral expansion of the leachate in the aquifer (pollution plume) using electrical resistivity tomography surveys is a cost-effective and optimal approach to monitoring and modeling the spread of pollution. In this study, an attempt was made to investigate the pollution plume caused by the leachate transfer channel in two conditions: unpolluted and polluted. For this purpose, three electrical resistivity tomography profiles with a transmitter length of 120 m and electrode spacing of 2 m were acquired in Hamadan landfill. The obtained findings revealed that the pollution plume distribution in the leachate transfer pathway has developed to a depth of about 18 m and its lateral distribution has extended to a length of 50 m, while this vertical and lateral expansion was less in the seasonal stream. This study demonstrated that the effect of the leachate transfer channel and seasonal stream on the vertical and lateral spread of leachate is significant. Hence, to prevent the pollution process, it is crucial to transfer the leachate by considering a management approach and through insulated and isolated pipes, and to prevent the leachate from leaving the landfill site.
Keywords: Waste, Landfill, Leachate, Electrical Resistivity Tomography (ERT) -
Pages 79-100continuous monitoring and assessment of water quality are key issues for its sustainable protection and management. The aim of this study is to evaluate the water quality of springs in the Ilam Dam Watershed, located in Ilam Province, using the Water Quality Index (WQI), WHO standards, and an analysis of Schuler and Piper diagrams. In this study, ten water quality parameters, including sulfate, chloride, bicarbonate, pH, TDS, total hardness, potassium, sodium, magnesium, and calcium, were measured in four selected springs over a six-month period, from April 2023 to September 2023, using standard methods. The results of this study indicated that, according to the WQI method, the water quality in the sampling stations was rated as excellent, with scores ranging from 38.07 to 45.45 during the study period. The findings also showed that, according to WHO standards, all parameters were within the acceptable range. Additionally, the water quality was classified as good according to the Schuler diagram and as calcium bicarbonate type according to the Piper diagram. Despite the excellent water quality, it is essential to implement continuous monitoring and more precise management to prevent potential future contamination. The analyses conducted using WQI, Piper, and Schuler diagrams demonstrate that these tools are useful and effective for analyzing and interpreting complex data sets, assessing water quality, and understanding the spatial distribution of water quality for effective water quality management. These tools can serve as a solid foundation for management decision-making and the implementation of protective policies.Keywords: Schuler, Spring, Water Quality, WQI
-
Pages 101-124
Flooding is a sudden event influenced by various factors. This study aims to investigate the effects of watershed management projects on reducing flood risk in the study area of Darmian. Six main criteria were considered in this research: topography, land cover, river morphology, hydroclimate, geology, and human activities, along with ten sub-criteria: elevation, slope, landform, vegetation cover, land use, drainage density, distance from streams, precipitation, geology, and the mere presence or absence of watershed management projects. To determine the weight of each sub-criterion in identifying influential factors in flood occurrence, the Analytic Hierarchy Process (AHP) method was applied using the Expert Choice software. Subsequently, flood hazard zoning was conducted using fuzzy logic in ArcGIS under two scenarios: 1) the presence of watershed management projects and 2) the absence of these projects. The results indicated that drainage density and vegetation cover sub-criteria, with weights of 0.288 and 0.205, respectively, were the most significant, while the elevation sub-criterion, with a weight of 0.007, was the least significant in determining flood risk in the study area. Moreover, the findings revealed that the area classified as very high risk decreased from 49,567.55 to 60,606.82 hectares, and the area with high risk reduced from 116,976.42 to 88,824.38 hectares. Conversely, the area with medium risk increased from 101,449.71 to 123,260.3 hectares, and the low-risk area expanded from 39,126.18 to 64,428.01 hectares.
Keywords: Watershed Operations, Flood Risk, Fuzzy Logic, Zoning, Arcgis -
Pages 125-138
In this study, a hybrid Support Vector Regression (SVR) model, combined with optimization algorithms including Wavelet, Firefly, and Grey Wolf, was employed to estimate groundwater hardness at the Naservand well in the Khorramabad Plain of Lorestan Province. For modeling, monthly quality data of the well during the water year (1382-1402) were used. This included parameters such as bicarbonate (HCO3), chloride (Cl), sulfate (SO4), magnesium (Mg), calcium (Ca), and total hardness (TH), all measured in ppm, which were used as inputs. Groundwater hardness was selected as the model output. To evaluate the performance of the models, assessment metrics such as the correlation coefficient, root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), and Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (NSE) were used. Time series, box plots, and Taylor diagrams were also used for analyzing the model results. The results indicated that hybrid scenarios in the studied models improve the model’s performance. Comparing results showed that the Support Vector Regression-Wavelet model performed better than the Support Vector Regression-Grey Wolf model, with the Support Vector Regression-Wavelet model achieving a correlation coefficient of 0.917, the lowest RMSE of 0.190 ppm, the lowest MAE of 0.115 ppm, and the highest NSE of 0.920 in the validation stage. Overall, the results indicate that using intelligent models based on the Support Vector Regression approach can be an effective approach for managing groundwater quality.
Keywords: Groundwater, Khorramabad, Support Vector Regression, Metaheuristics -
Pages 139-168
One of the fundamental needs for the formation of villages and cities is the existence of an accessible water source. The blessing of water in the desert regions of Iran has always been a point of interest for everyone, to the extent that water has been considered sacred from ancient times to the present. The desert region of Birjand also developed based on the Qanat of Kasbeh and, over time, expanded through the efforts of individuals. The historical fabric of Birjand and its associated neighborhoods were shaped by various factors, including governance, familial ties, social classes, and so on, and it continues to progress from the past, with a significant part of this advancement being attributed to the Qanat of Qasbeh. Therefore, this research aims to uncover how the historical fabric was formed based on the influence of the flow path of the Qanat of Qasbeh. This study is categorized as fundamental research in terms of its objectives and as analytical-descriptive research in terms of its nature and method. The present research was conducted using field studies, library research, interviews, and holding specialized discussion sessions. Studies and observations indicated that the fabric of Birjand has been dependent on the flow of water since its formation, and its foundation has been based on the path of the Qanat of Qasbeh.
Keywords: Qanat Of Qasabeh, Historical Texture, City Of Birjand, Water -
Pages 169-182
Water resources that humans can use have faced limitations due to asymmetric distribution and uncertainties caused by climate change. To deal with these challenges, humans have resorted to various measures. One of these measures is to reduce uncertainty in water access by constructing reservoir dams and creating water storage sites. Although the dam's construction is considered one of the most important human achievements and has brought many benefits, it has also had negative effects on the hydrology of the regions. One of these negative effects is the reduction of aquifer nutrition. In this research, the effect of the Ardak dam on the Mashhad plain aquifer condition has been investigated. The Mashhad plain aquifer is the main source of drinking, agricultural and industrial water supply for the metropolis of Mashhad, as well as the cities of Chenaran, Golbahar and Qochan. There are limited studies on the impact of dams on aquifers; However, in this research, an effort has been made to carefully examine the effect of the Ardak dam construction on the quantity and quality of the Mashhad plain aquifer. For this purpose, the amount of water entering the Ardak River before the construction of the dam was investigated and analyzed. Then, the amount of aquifer drop was analyzed using VENSIM software. The results showed that by increasing the influence radius of the Ardak dam to the place of Shir Hesar piezometer, it is possible to observe the amount of drop caused by the construction of the dam.
Keywords: Mashhad Plain Aquifer, Ardak Dam, VENSIM Software -
Pages 183-202
About 70% of global disasters are related to hydrometeorological events, with floods being one of the most significant natural risks to sustainable development. This issue is worsening due to both climatic and population factors. The Integrated Flood Management Framework was developed two decades ago to provide methods for addressing these challenges. Given the complexities and diverse needs involved, this framework is recognized as a key tool for reducing flood risks and enhancing community resilience. Multilateral cooperation, capacity development, and technological advancements are essential within this framework.The present study reviews Integrated Flood Management in Iran and outlines the existing challenges. The research method is descriptive-review, which is used for collecting relevant information and documents. Integrated Flood Management is a philosophy centered on the integrated development of water resources, aiming to maximize net benefits in flood-prone areas while minimizing flood-related damage. In Iran, Integrated Flood Management is implemented based on the Law of Fair Distribution of Water and related regulations. However, the responsibilities of executive bodies often lack the necessary coherence.The flood regulations issued by the Ministry of Power, as a comprehensive document, specify measures for managing floods in both pre- and post-occurrence stages. However, many key measures, such as flood monitoring and warning systems, have not yet been effectively implemented. Broad participation and an integrated approach are crucial in developing flood management plans. These strategies help to leverage floods as opportunities for sustainable development. Additionally, they reduce the risk of transferring issues to other areas.
Keywords: Flood, Flood Risk, Integrated Flood Management, Risk Management, Water Resources -
Pages 203-216
The lack of water resources in arid and semi-arid climates has caused treated wastewater to be used as a leading option for agricultural stability and crop production in land irrigation. In addition, the low quality of agricultural land in these climates also requires the use of fertilizers and amendments, and in this regard, sewage sludge can be an easily accessible option. Despite meeting the water and fertilizer needs of the land using the two mentioned options, it is necessary to study their consequences on the soil bed of the land for sustainable agriculture. Therefore, the aim of this study is to review the effects of suspended particles of treated wastewater and and sewage sludge on physical and hydraulic properties of soil such as bulk density, porosity, hydraulic conductivity, infiltration rate, soil structure, soil grain stability and soil water retention curve. The studies conducted in this field showed that irrigation with treated wastewater increased the bulk density, reduced porosity and hydraulic conductivity, destroyed the soil structure and soil grains, while improved the moisture condition of the soil. The effects of sewage sludge on soil properties are indicated that this substance can improve the soil structure, increase the diameter of soil aggregates and accelerate their formation process, thereby creating the conditions of reducing bulk density and increasing porosity, hydraulic conductivity and permeability, and increase available moisture in the soil.
Keywords: Porosity, Bulk Density, Soil Structure, Permeability. Hydraulic Conductivity -
Pages 217-230One of the effective approaches in water resource management is water accounting systems, which combine economic and environmental data to enable the optimization of water resources. The System of Environmental-Economic Accounting for Water (SEEAW), as one of the most important international accounting frameworks, is an efficient tool for managing water resources.The use of these systems has a significant impact on reducing water consumption, improving efficiency, and promoting sustainable development. This research introduces the SEEAW framework, its history, and its principles, while evaluating the system's performance in water resource management and its connection to the economy. Additionally, the components of SEEAW, including the definitions and accounting actions of UN member countries and its application across various industries, particularly the mineral industry, are analyzed. The challenges and opportunities of using this system for water consumption optimization and environmental preservation are also examined. The results indicate that the use of SEEAW can reduce water consumption, enhance efficiency, and contribute to the sustainable development of water resources. Furthermore, the need for economic and environmental policies based on scientific data, especially in developing countries, is emphasized.Keywords: Freshwater, Sustainable Development, Economic-Environmental Policies, Water Accounting System, Water Resource Management