علوم آب
مهدی محمدی قلعه نی؛ حمید کاردان مقدم
چکیده
هدف از تحقیق حاضر توسعه و معرفی یک شاخص جدید کیفیت آب شرب (SDWQI)، با استفاده از پارامترهای کیفی اندازه‌گیری شده در ایستگاه‌های هیدرومتری رودخانه سفیدرود است. به این منظور 12 پارامتر کیفی ماهانه شامل کل مواد جامد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، سختی کل (TH)، اسیدیته (pH)، کلر (Cl-)، سولفات (SO4-2)، کربنات (CO3-2)، بی‌کربنات (HCO3-)، منیزیم (Mg2+)، سدیم ...
بیشتر
هدف از تحقیق حاضر توسعه و معرفی یک شاخص جدید کیفیت آب شرب (SDWQI)، با استفاده از پارامترهای کیفی اندازه‌گیری شده در ایستگاه‌های هیدرومتری رودخانه سفیدرود است. به این منظور 12 پارامتر کیفی ماهانه شامل کل مواد جامد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، سختی کل (TH)، اسیدیته (pH)، کلر (Cl-)، سولفات (SO4-2)، کربنات (CO3-2)، بی‌کربنات (HCO3-)، منیزیم (Mg2+)، سدیم (Na+)، کلسیم (Ca2+) و پتاسیم (K+) طی دوره آماری 1366-99 در ایستگاه‌های هیدرومتری رودبار و آستانه واقع در رودخانه سفیدرود استفاده شده است. پس از پردازش‌های اولیه روی داده‌ها مانند تحلیل همبستگی پارامترها، از روش‌های چندمتغیره آماری مانند خوشه‌بندی و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) به منظور انتخاب و وزن‌دهی پارامترهای کیفیت آب با استفاده از بسته‌های “cluster” و “factoextra” در نرم‌افزار R 4.1.1 برای توسعه شاخص جدید کیفیت آب استفاده شده است. نتایج شاخص جدید توسعه داده شده با شاخص کیفیت آب شرب سازمان بهداشت جهانی (WHO) و دسته‌بندی کیفیت آب شرب شولر مقایسه شده است. وزن‌دهی پارامترها با استفاده از روش PCA حاکی از اختصاص بیشترین و کمترین وزن به ترتیب به پارامترهای TDS و K+ و برابر 163/0 و 031/0 می‌باشد. همچنین نتایج حاکی از پوشش 3/59 و 6/67 درصدی مولفه‌های اصلی اول و دوم از واریانس تغییرات کل پارامترهای کیفیت آب مورد بررسی به ترتیب در ایستگاه‌های رودبار و آستانه می‌باشد. نتایج دسته‌بندی کیفیت آب بیانگر قرار گرفتن به ترتیب (5/40، 4/16 و 7/23 درصد) و (1/90، 1/73 و 3/57 درصد) داده‌های ایستگاه‌های رودبار و آستانه در رده‌ی خوب و عالی جهت مصارف شرب بر اساس دسته‌بندی شولر، شاخص WHO و شاخص جدید می‌باشد.
مینا نصیری؛ مهدی حمیدی؛ حمید کاردان مقدم
چکیده
استخراج بیش از حد از آب‌های زیرزمینی می‌تواند منجر به کمبود آب شیرین، نفوذ آب‌شور به آبخوانهای ساحلی و درنتیجه شوری بیش از حد آنها شود. مدل‌های شبیه‌سازی آب زیرزمینی ابزاری مفید جهت شناخت رفتار سیستم آبخوانهای ساحلی هستند. سواحل جنوبی دریای خزر یکی از مناطقی است که با معضل پیشروی آب‌شور به آبخوانهای ساحلی روبرو است. به‌منظور ...
بیشتر
استخراج بیش از حد از آب‌های زیرزمینی می‌تواند منجر به کمبود آب شیرین، نفوذ آب‌شور به آبخوانهای ساحلی و درنتیجه شوری بیش از حد آنها شود. مدل‌های شبیه‌سازی آب زیرزمینی ابزاری مفید جهت شناخت رفتار سیستم آبخوانهای ساحلی هستند. سواحل جنوبی دریای خزر یکی از مناطقی است که با معضل پیشروی آب‌شور به آبخوانهای ساحلی روبرو است. به‌منظور شبیه‌سازی جریان آب زیرزمینی و پیشروی آب شور در آبخوان ساحلی دریای خزر در منطقه ساری- نکا مدل‌های عددی MODFLOW، MT3DMS و SEAWAT در محیط نرم‌افزار GMS10.0 به کار گرفته شدند. پس از شبیه‌سازی برای ارزیابی مدل، واسنجی در مدل کمی برای تراز آب زیرزمینی و در مدل کیفی برای غلظت شوری به مدت 4 سال از مهر 1389 تا شهریور 1393 به‌صورت ماهانه انجام گرفت. مدل واسنجی شده با استفاده از اطلاعات در دسترس برای یک سال آینده از مهر 1393 تا شهریور 1394 برای تراز آب زیرزمینی و غلظت شوری صحت‌سنجی شد. نتایج پهنه‌بندی مکانی مدل حاکی از کیفیت مطلوب آب زیرزمینی در نواحی مرکزی و جنوبی آبخوان ساری-نکا بود. پس از صحت‌سنجی مدل و با فرض ثابت ماندن شرایط هیدروژئولوژیکی آبخوان، نتایج پیش‌بینی مدل برای نواحی با TDS بیشتر از 2000 میلی‌گرم بر لیتر برای 6 سال آینده بیانگر هجوم آب‌شور در مناطق شمالی آبخوان بود.
پریسا نوربه؛ عباس روزبهانی؛ حمید کاردان مقدم
چکیده
در طی چند دهه اخیر در کشور، روند کاهش رواناب مشاهده می‌شود بطوری‌که بسیاری از مخازن سدها در دوره‌های نرمال نیز با بحران تأمین آب مواجه هستند که عمدتاً به دلیل برداشت‌های بی‌رویه، عدم مدیریت عرضه و تقاضا و خشکسالی می‌باشد. در این پژوهش جهت پیش‌بینی رواناب ورودی به سد زاینده‌رود با رویکرد احتمالاتی شبکه‌ی بیزین 5 سناریوی کلی طرح‌ریزی ...
بیشتر
در طی چند دهه اخیر در کشور، روند کاهش رواناب مشاهده می‌شود بطوری‌که بسیاری از مخازن سدها در دوره‌های نرمال نیز با بحران تأمین آب مواجه هستند که عمدتاً به دلیل برداشت‌های بی‌رویه، عدم مدیریت عرضه و تقاضا و خشکسالی می‌باشد. در این پژوهش جهت پیش‌بینی رواناب ورودی به سد زاینده‌رود با رویکرد احتمالاتی شبکه‌ی بیزین 5 سناریوی کلی طرح‌ریزی شده که براساس آن، رواناب بصورت صریح عددی (یک سناریو)، بازه‌ای (یک سناریو) و پیش‌بینی دوره‌های ترسالی و خشکسالی هیدرولوژیکی (سه سناریو) پیش‌بینی شده است. بدین منظور پارامترهای بارش، رواناب، برف و حجم آب انتقالی از تونل‌های انتقال آب به‌عنوان ورودی به مدل و رواناب ورودی به سد زاینده‌رود به عنوان پیش‌بینی شونده لحاظ شده‌اند که جهت یافتن بهترین ساختار شبکه در این سناریوها الگوهای مختلفی برای ورود این پارامترها به مدل تعریف شده. نتایج مدلسازی شبکه بیزین نشان داد که سناریوی تعریف شده برای پیش‌بینی رواناب ورودی به صورت صریح عددی توانایی خوبی در پیش‌بینی داشته بطوری‌که در الگوی منتخب ضریب همبستگی بین داده‌های مشاهداتی و پیش‌بینی شده 78/0 بوده است. همچنین از بین سناریوهای پیش‌بینی دوره‌های ترسالی و خشکسالی هیدرولوژیکی که در آن تقسیم‌بندی رواناب براساس شاخص SDI و میانگین درازمدت و تقسیم‌بندی سایر پارامترها با خوشه‌بندی انجام شده است، در الگوی برتر قادر به پیش‌بینی با دقت 75 درصد می‌باشد اما مدل پیش‌بینی بازه‌ای رواناب دقت خوبی در پیش‌بینی نداشته است. بهره گیری از این نتایج امکان برنامه‌‌ریزی منابع آب را جهت تخصیص بهینه توسط متولیان آب این منطقه فراهم خواهد نمود.
حمید کاردان مقدم؛ محمد ابراهیم بنی حبیب؛ سامان جوادی
چکیده
استفاده از راهکارهای طرح تعادل بخشی به عنوان یکی از مهمترین گزینه‌های کاهش و تعدیل بحران منابع آب زیرزمینی بوده و رسیدن به یک تراز آب مطلوب و پایدار در آبخوان‌ها به عنوان هدف اصلی این راهکار مطرح می‌باشد. تراز مطلوب آب زیرزمینی با توجه به هدف طرح تعادل‌بخشی آبخوان، برگشت سامانه به تراز اولیه‌‌ی آب و جبران کمبود منابع آب زیرزمینی ...
بیشتر
استفاده از راهکارهای طرح تعادل بخشی به عنوان یکی از مهمترین گزینه‌های کاهش و تعدیل بحران منابع آب زیرزمینی بوده و رسیدن به یک تراز آب مطلوب و پایدار در آبخوان‌ها به عنوان هدف اصلی این راهکار مطرح می‌باشد. تراز مطلوب آب زیرزمینی با توجه به هدف طرح تعادل‌بخشی آبخوان، برگشت سامانه به تراز اولیه‌‌ی آب و جبران کمبود منابع آب زیرزمینی است. جهت نیل به این هدف می‌بایست سناریوهای تعادل‌بخشی و پایداری سیستم آب زیرزمینی با استفاده از شاخص‌های مناسب ارزیابی گردند. بدین منظور در مقاله حاضر، سه شاخص اعتمادپذیری، آسیب‌پذیری و مطلوبیت پیشنهاد گردیده و این شاخص‌ها جهت ارزیابی میزان پایداری سیستم آب زیرزمینی در سناریوهای مختلف تعادل‌بخشی بصورت یکپارچه و توزیعی محاسبه شد. در این تحقیق از راهکار کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی که یکی از اصلی‌ترین پروژه‌های طرح تعادل‌بخشی است، در 6 سطح کاهش 1، 5/1، 2، 5/2، 3 و 5/3 درصد برداشت آب کشاورزی بصورت سالانه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از مدل MODFLOW و اعمال سناریوهای طرح تعادل‌بخشی نشان داد که با کاهش برداشت آب، شاخص پایداری سیستم افزایش یافته و از بهبود 32 درصدی در سناریوی یک درصد کاهش برداشت به 88 درصد در سناریوی 5/3 درصد کاهش برداشت می‌رسد. همچنین بررسی شاخص پایداری سیستم در سناریوهای مختلف نیز نشان داد که کاهش 5/2 درصدی برداشت آب، وضعیت آبخوان را به حالت پایداری خواهد رساند. شاخص ارائه شده در این تحقیق با توجه به قابلیت توزیعی بودن و امکان بررسی اثر سناریوهای مختلف، در سایر آبخوان‌ها نیز می‌تواند استفاده شود.
حمید کاردان مقدم؛ محمد ابراهیم بنی حبیب
چکیده
تغییرات کیفیت آب زیرزمینی یکی از معضلاتی است که بخصوص در مناطق خشک با توجه به روند برداشت زیاد آب و کاهش تغذیه سبب بروز نگرانی در بین مدیران و برنامه ریزان منابع آب شده است. همچنین بیش از 70درصد آبخوان های ایران علاوه بر مشکل کم آبی بحران زیست محیطی نیز داشته و در مناطق کویری هجوم جبهه های آب شور کویری براثر برداشت بی رویه آب سبب شده تا ...
بیشتر
تغییرات کیفیت آب زیرزمینی یکی از معضلاتی است که بخصوص در مناطق خشک با توجه به روند برداشت زیاد آب و کاهش تغذیه سبب بروز نگرانی در بین مدیران و برنامه ریزان منابع آب شده است. همچنین بیش از 70درصد آبخوان های ایران علاوه بر مشکل کم آبی بحران زیست محیطی نیز داشته و در مناطق کویری هجوم جبهه های آب شور کویری براثر برداشت بی رویه آب سبب شده تا غلظت املاح افزایش یافته و سبب بروز مشکلات زیست محیطی شود. در این مطالعه با استفاده از مدل کیفی MT3D که یکی از ماژول های مدل MODFLOW می باشد شبیه سازی کیفی آبخوان با استفاده از غلظت TDS در چاه های منطقه انجام گرفت. یک دوره آماری 5 ساله با گام زمانی 6 ماهه جهت شبیه سازی انتخاب و واسنجی این مدل با درنظر گرفتن ضریب 5/0 برای نسبت افقی به پخش طولی، 2/0 برای نسبت عمودی به پخش طولی، 1 متر برای ضریب پخش مولکولی موثر و 20 برای پخشیدگی طولی انجام گردید. پیش بینی آتی وضعیت کیفی آبخوان نشان داد که ادامه روند برداشت آب سبب هجوم جبهه های آب شور کویری و افزایش غلظت TDS در طی 5 سال آینده خواهد شد. لذا نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که مدیریت برداشت از آب زیرزمینی با استفاده از سناریو مدیریتی کاهش برداشت آب از منابع زیرزمینی به منظور بهبود کیفیت آب آبخوانهای کویری و ممانعت تهاجم آب شور کویری به آنها با توجه خشکسالی های اخیر ضروری است.
