عنوان پایان‌نامه
مدیریت منابع آب زیرزمینی به منظور تعیین سیاست های مناسب برای بهره برداری از آبخوان
- رشته تحصیلی
- مهندسی طبیعت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 300926;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76201;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 300926;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76201
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- سینا زاهدی
- استاد راهنما
- حسین یوسفی سهزابی
- چکیده
- دردهه‌های اخیرباافزایش شهرنشینی و توسعه صنعت در محدوده مطالعاتی کرج، استفاده ازمنابع آبی برای مصارف شرب و صنعت و کشاورزی افزایش‌یافته است که با توجه به کاهش نرخ بارندگی و خشک‌سالی‌های اخیرسهم منابع آب زیرزمینی درتأمین نیازهای آبی بسیاربالامی‌باشد،درنتیجه افت سطح آبزیرزمینی باعث کاهش حجم ذخیره سفره آب زیرزمینی محدوده مطالعاتی کرج شده است وباعث خشک شدن بسیاری ازقنات‌هاوچشمه‌هاگردیده است.بنابراین مطالعه دقیق وضعیت آب های زیرزمینی وعلل افت وپیامدهای آن وهمچنین ارائه راه حل هایی درجهت حفاظت وتعادل بخشی آب زیرزمینی این محدوده مطالعاتی امری ضروری می‌باشد که همگی آن ها وابسته به تعیین سیاست های مناسب برای بهره برداری از سفره آب زیرزمینی می باشد. به همین منظور ابتدا مدل شبیه سازی محدوده مطالعاتی کرج در محیط برنامه MODFLOWبه‌وسیه رابط گرافیکیGMS و MATLAB ایجاد شد و پس‌ازآن مدل شبیه سازی برای تعیین سیاست های مناسب برای بهره برداری از آبخوان با الگوریتم بهینه سازی NSGA II تلفیق شد. درنهایت با توجه به سه تابع هدف کمبود، شاخص کمبود اصلاح‌شده و افت آبخوان، 100 راه‌حل بهینه به دست آمد که هیچ‌کدام بر دیگری ارجحیت نداشت. به‌عنوان نمونه دریکی از راه‌حل‌ها برای ثابت ماندن سطح ایستآبی و افت صفر متر در ابتدا و انتهای یک دوره 12 ماهه، میزان کاهش بهره برداری از آب زیرزمینی (کمبود) برابر با 30/05 میلیون مترمکعب برآورد شد که در این شرایط عدد شاخص کمبود اصلاح‌شده برابر با 2/257 به دست آمد.باید در نظر داشت که جهت تعیین بهترین گزینه نیاز است تابا در نظر گرفتن معیارهای اقتصادی اجتماعی و پیامدهای محیط زیستی توسط مسئولین و سیاست‌گذاران مربوطه، راه‌حل منتخب از میان سایر راه‌حل هاانتخاب شود. با توجه به تحلیل نتایج، رویکرد ارائه‌شده کارایی بسیار بالایی در تعیین سیاست های مناسب برای بهره برداری از آبخوان دارد. همچنین در پژوهشی دیگر با استفاده از نرم افزار MATLAB به منظور پیش بینی سطح ایست آبی محدوده مطالعاتی کرج تا سال آبی 03-1402، سه سناریو خوش بینانه، بدبینانه و ادامه شرایط فعلی تعیین شد که با توجه به سه سناریو، افت‌های 12/834 متر، 17/019 متر و 4/906 متر به ترتیب برای سناریوهای ادامه شرایط فعلی، بدبینانه و خوش بینانه به دست آمد. درنهایت در پژوهش آخر با استفاده از شاخص WQI به بررسی وضعیت کیفی چاه های شرب منطقه پرداخته شد، و با استفاده از دو روش تصمیم گیری چندمعیاره TOPSIS و برنامه ریزی سازشی سعی شد تا روش جدیدی برای رتبه بندی کیفی چاه های سنجش کیفی ارائه شود.
- Abstract
- The accelerated trend of urbanization as well as industrial development in Karaj can be mentioned as the major reasons for speeding up the exploitation of water resources in this study area, through the recent decades. The increase in industrial, domestic and agricultural water consumptions, as a result of the abovementioned development, has been compensated by an irregular and wasteful extraction of groundwater resources considering the recent drought years and reduced precipitation in Middle-East. The above direction has resulted in dire consequences such as unbelievable drop in groundwater level and reduced aquifer storage while several springs and qanats were deserted and dried up. Therefore, an accurate study of groundwater status, groundwater level drop reasons and consequences besides presenting solutions for conservation and balancing groundwater should be known as the most critical issues for this study area, since stepping out of the current situation requires reasonable policies for exploiting from the aquifer. For the above purpose, groundwater quantity model of the study area was initially developed in MODFLOW modelling environment via GMS and MATLAB interfaces. Simulated model was subsequently applied to a multi-objective optimization algorithm entitled NSGA II in order to determine reasonable policies for water removal from the aquifer. Finally, 100 optimal solutions were earned according to three objective functions entitled Shortage (cubic meters), Groundwater level drop (meters) and Modified Shortage Index (MSI), none of which were defined with priority to others. For instance, results in one of the solutions showed that balancing groundwater level drop to 0 meter in one twelve-month period required shortage value and MSI index to be estimated near 30.05 (C.M) and 2.257, respectively. It should be noted that, to determine the most reasonable solution developed by water officials and policymakers, it is needed to choose the elected solution from other solutions by considering socio-economic criteria and environmental effects. Analyzing the results revealed that the presented approach enjoyed a high performance in determining reasonable policies to prevent wasteful exploitation from the aquifer. Moreover, utilizing MATLAB interface in another research, three scenarios entitled optimistic situation, pessimistic situation and continuing current situation were defined to predict groundwater level of Karaj study area until water year of 2023-24. According to the results, 12.834 m, 19.089 m and 4.906 m water level drops were computed for continuing current situation, pessimistic situation and optimistic situation, respectively. Finally, the water quality status of drinking water wells were analyzed using Water Quality Index (WQI) and a novel method of ranking was presented for water quality of the wells. Keywords: Groundwater, Simulating, MODFLOW, Groundwater level prediction, Multi-Criteria Decision Making methods
