نشریه علوم زمین خوارزمی

نشریه علوم زمین خوارزمی

تعیین برداشت مطمئن آب زیرزمینی در مناطق خشک ایران (مطالعه موردی آبخوان داورزن)

نویسندگان
پیمان سوده‌گی
رحیم باقری
دانشگاه صنعتی شاهرود
10.22034/KJES.2024.10.2.107521
چکیده
برداشت مطمئن ، مقدار آبی است که می‌توان از آبخوان با یک پایه ثابت اقتصادی و با رعایت مالکیت قانونی موجود، برداشت کرد؛ بدون اینکه تغییر قابل ملاحظه‌­ای در کیفیت و کمیت آب زیرزمینی ایجاد شود یا اثرات نامطلوب دیگری بوجود آید. آبخوان آبرفتی داورزن با مساحت 703 کلیومتر مربع غربی‌­ترین آبخوان استان خراسان رضوی است که توسط مجموعه‌ی افیولیتی در شمال و کفه­‌ی نمکی در جنوب خود محدود شده است. برداشت مداوم آب زیرزمینی طی سالیان دراز، منجر به افت سالیانه­‌ی سطح آب به میزان 0/36 متر و کاهش ذخیره در دسترس و قابل برداشت آب در این منطقه شده است. بر اساس مدل‌سازی آب زیرزمینی میزان برداشت مطمئن با توجه به روش هیل 64/3 میلیون متر مکعب در سال برآورد گردید. این برداشت 18/3 درصد کمتر از میانگین برداشت فعلی است و به عنوان حداکثر میزان برداشت مطمئن در آبخوان در نظر گرفته شد. بر اساس محاسبات انجام شده، ذخیره تجدیدشونده در آبخوان داورزن حدود 49 میلیون مترمکعب در سال برآورد گردید. بنابراین ادامه روند فعلی برداشت از آبخوان که سبب کاهش ذخیره سالانه حدود 13 میلیون مترمکعب از آن می­‌گردد، افت ممتد سطح آب زیرزمینی و بنابراین تهی­‌شدگی آبخوان طی سال‌­های آتی را درپی خواهد داشت.
کلیدواژه‌ها
آبخوان داورزن
برداشت مطمئن
روش هیل
ذخیره‌ی آبخوان
عمر باقی‌مانده

عنوان مقاله English

Determining safe groundwater yield in arid regions of Iran (case study: Davarzan aquifer)

نویسندگان English

Peyman Sudegi
Rahim Bagheri
Shahrood University of Technology, Shahrood
چکیده English

Safe yield is the amount of water that can be extracted from an aquifer on a sustainable economic basis, considering existing legal rights, without causing significant changes in the quantity and quality of groundwater or creating other adverse effects. The Davarzan alluvial aquifer, covering an area of 703 square kilometers, is the westernmost aquifer in Khorasan Razavi Province, bordered by an ophiolite complex to the north and a salt flat to the south. Continuous groundwater extraction over the years has led to an annual water level decline of 0.36 meters, reducing the accessible and extractable water reserves in this area. Based on groundwater modeling, the safe yield, according to the Hill method, is estimated at 64.3 million cubic meters per year. This yield is 18.3% less than the current average extraction and is considered the maximum safe yield for the aquifer. Calculations estimate the renewable storage in the Davarzan aquifer at approximately 49 million cubic meters per year. Therefore, continuing the current extraction trend, which causes an annual reduction of about 13 million cubic meters, will result in continued groundwater level decline and eventual aquifer depletion in the coming years.

کلیدواژه‌ها English

Davarzan aquifer
safe yield
Hill method
aquifer storage
remaining life
Abd-Elmaboud, M.E., Saqr, A.M., El-Rawy, M., Al-Arifi, N. and Ezzeldin, R., 2024. Evaluation of groundwater potential using ANN-based mountain gazelle optimization: a framework to achieve SDGs in East El Oweinat, Egypt. Journal of Hydrology: Regional Studies 52, p.101703.
Aqanabati, S.A., 2004. Geology of Iran Vol 2, Tehran: Publisher. (in Persian)
Baalousha, H.M., 2016. Groundwater vulnerability mapping of Qatar aquifers. Journal of African Earth Sciences 124, pp.75-93.
Dottridge, J., Jaber, N.A., 1999. Groundwater resources and quality in northeastern Jordan: Safe yield and sustainability. Applied Geography 19(4), pp.313-323.
Gau, H.S., Liu, C.W., 2002. Estimation of the optimum yield in Yun-Lin area of Taiwan using loss function analysis. Journal of Hydrology 263(1-4), pp.177-187.
Heath, R.C., Spruill, R.K., 2003. Cretaceous aquifers in North Carolina: analysis of safe yield based on historical data. Hydrogeology Journal 11, pp.249-258.
Jacobs, K.L., Holway, J.M., 2004. Managing for sustainability in an arid climate: lessons learned from 20 years of groundwater management in Arizona, USA. Hydrogeology Journal 12, pp.52-65.
Sakiyan, J., Yazicigil, H., 2004. Sustainable development and management of an aquifer system in western Turkey. Hydrogeology Journal 12, pp.66-80.
Sophocleous, M., 2005. Groundwater recharge and sustainability in the High Plains aquifer in Kansas, USA. Hydrogeology Journal 13, pp.351-365.
Sudegi, P., Bagheri, R., Jafari, H., Qishlaqi, A., 2022. Temporal changes in groundwater level decline in Davarzani aquifer, western Khorasan Razavi province. 25th Conference of the Geological Society Shahrood University of Technology. (in Persian)
Sudegi, P., Bagheri, R., Jafari, H., Qishlaqi, A., 2023. Groundwater conceptual pollution model and related human health hazards, the main dilemma of a desert aquifer near ophiolite complex. Environmental Geochemistry and Health 45(6), pp.4025-4042.
Voudouris, K.S., 2006. Groundwater balance and safe yield of the coastal aquifer system in NEastern Korinthia, Greece. Applied Geography 26(3-4), pp.291-311.
Wang, X., Xie, H., 2018. A review on applications of remote sensing and geographic information systems (GIS) in water resources and flood risk management. Water 10(5), p.608.
Yeh, W.W., 2015. Optimization methods for groundwater modeling and management. Hydrogeology Journal 23(6), p.1051.
Yu, Q., Jiang, L., Wang, Y., Liu, J., 2023. Enhancing streamflow simulation using hybridized machine learning models in a semi-arid basin of the Chinese loess Plateau. Journal of Hydrology 617, p.129115.
Zhang, J., 2024. Integrating coupled simulation of surface water and groundwater with Artificial Intelligence. Doctoral dissertation University of Leeds.
Zzaman, M.R.U., 2021. Application of different remote sensing and GIS based multi-criteria approaches in mapping potential recharge zones of groundwater in the north-west of Bangladesh. Journal of Hydrology: Regional Studies 48, p.101703.