عنوان پایان‌نامه
بررسی اثرات تغییرات کمی وکیفی آب در بیابان زایی با استفاده مدل CE-QUAL-W۲(مطالعه موردی : حوضه باتلاق گاوخونی)
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - بیابان زدایی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7296;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79585;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7296;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79585
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- ریحانه مسعودی
- استاد راهنما
- غلامرضا زهتابیان
- چکیده
- با توجه به تغییرات اقلیمی و خشکسالیهای اخیر، مدیریت منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک از اهمیت خاصی برخوردار است. بهره گیری از مدلهای شبیهسازی کیفی یکی از راه حلهای مدیریت کیفیت منابع آب و پایش تغییرات میباشد. هدف از پژوهش حاضر، بررسی اثر تغییرات کمی و کیفی آب در بیابانزایی حوضه تالاب گاوخونی میباشد. فاکتور شوری به عنوان عامل اثر گذار در تشدید بیابانزایی انتخاب گردید. شبیهسازی غلظت TDS رودخانه زاینده رود با بهره گیری از مدل دو بعدی CE-QUAL-W2 در فاصلهی دو ایستگاه هیدرومتری پل چوم و ورزنه انجام شد. مدل مذکور، مدل دو بعدی جهت شبیهسازی کیفی مخازن سد و رودخانهها میباشد. هندسه مدل برای رودخانه زاینده رود با یک شاخه، 40 مقطع و یک لایه عمقی تعریف شد و شبیهسازی در مدت 730 روز، از اول ژانویه 2006 تا سی دسامبر 2007 انجام گرفت. جریانهای ورودی انشعابی، ورودی گسترده و جریان های خروجی برای مدل تعریف گردید. پس از کالیبراسیون مدل، سه سناریوی افزایش 5، 10 و 15 دررصدی دبی ورودی جهت پیشبینی تغییرات کیفی در راستای بهبود وضعیت تعریف شدند. هم چنین تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی و کیفیت خاک نیز در محدوده مورد مطالعه بررسی گردید. نقشههای تغییرات مکانی و زمانی با استفاده از نرم افزارهای زمین اماری GS+ و ArcGIS تهیه شدند. به منظور ارزیابی کیفیت خاک، دو شاخص شوری و بافت خاک انتخاب، و نقشه شدت بیابانزایی بر اساس این دو شاخص ترسیم شد. نتایج حاصل از شبیهسازی نشان داد که غلظت TDS تا فاصله27503 متری از نقطه شروع، از الگوی ابتدایی غلظت ورودی در ایستگاه پل چوم که بیشتر تحت تاثیر پساب تصفیه خانه فاضلاب اصفهان میباشد، تبعیت میکند. از مقطع24( حدود مسافت 40607 متری از پل چوم) غلظت TDSرودخانه تحت تاثیر منبع آلاینده نقطهای زهکش شاه کرم تغییر میکند .غلظتTDS در انتهای رودخانه غلظت از 815/69 میلی گرم در لیتردر به6797 میلی گرم در لیتر میرسد که فاضلاب ورزنه نقش مهمی در افزایش آن دارد. نتایج سناریوها نشان دادند که میزان غلظت TDSبا افزایش دبی ورودی به میزان 5، 10 و 15 درصد به ترتیب 4/28، 8/35 و 12/24 درصد کاهش مییابد. نتایج نقشههای ترسیم شده حاکی ازکاهش سطح تراز آب زیرزمینی به سمت شرق و تالاب گاوخونی ، افزایش پارامترهای کیفی TDS و هدایت الکتریکی، منیزیم و سدیم در طی ده سال و از غرب به شرق و بودند. میزان افت محدوده مورد بررسی طی 11 سال، 98 / 0 متر بود و بیشترین میزان افدت در نواحی غربی و اراضی کشاورزی مشاهده شده. نقشه پهنه بندی هدایت الکتریکی خاک نشان داد که از غرب به شرق حوزه میزان هدایت الکتریکی خاک افزایش می یابد. هم چنین شدت بیابان زایی نهایی معیار خاک دو کلاس شدید و خیلی شدید را در منطقده نشا ن داد. تلفید نتایج آب سطحی، زیرزمینی و خاک و هم چنین مقایسه سطح تراز رودخانه با سطح تراز آب زیرزمینی در دور آماری موجود، نشان داد که، با توجه به تغذیه شدن اراضی اطراف توسط رودخانه، افزایش غلظت TDS رودخانه زاینده رود به سمت انتهای مسیر، سبب افزایش شوری آب زیرزمینی و خاک در انتهای محدود نیز می گردد. هم چنین از این مدل می توان به عنوان راهکاری جدید بدای ارزیابی بیابان زایی و پایش دقیق تر تغییرات بر اساس معیار آب سطحی استفاد نمود به علاوه می توان اثر جریان ها ی آلاینده انشعابی به رودخانه را بررسی نمود. با آگاهی از نحوه تغییرات شوری در هر بخش و فاصله ای از رودخانه ، می توان کاربری و یا الگوی کشتی متناسب با کیفیت آب در مقطع زمانی خاص ارائه نمود.
- Abstract
- Water resources management has gained prominence over recent years coincident with the climate changes and drought occurrence in arid and semi-arid regions of the world. Using water quality simulation models are one of the best solutions to manage and monitor water quality changes. The main objective of this study was to evaluate the effects of water quality and quantity changes on desertification in Gavkhouni wetland basin and salinity was chosen as an effective factor in intensification of desertification. Total dissolved solids (TDS) concentration was simulated employing CE-QUAL-W2 model between two consequent hydrometric stations (Chum and Varzaneh). The river geometry was defined by one water body, one branch, forty segments and one layer. The simulation was run for 730 Julian days from January 1st -2006 to December 30-2007. The tributary inflows, the disturbed tributary inflows and the outflows were defined in the model. TDS can be monitored by CE-QUAL-W2 in each distance of the river. After calibration, the model was run under three management scenarios of increasing 5, 10 and 15 percentage of discharge to improve the situation of predicting the quality changes. Also, the groundwater quality and quantity changes and the soil quality were evaluated in the case study. All spatial and temporal maps were prepared by GS+ and Arc GIS. To assess soil quality, electrical conductivity (EC) and soil structure were chosen and the desertification intensity map was drawn based on these indices. The results of simulation showed that the concentration of TDS in 27503 meters distance from the starting point followed the input TDS of Chum station which is affected by the wastewater of the Isfahan refinery. TDS concentration changed in Segment 24 affected by Shahkaram drainage. TDS increased from 815.69 (mg/L) to 6797 (mg/L) at the end of the river and Varzaeneh sewage plays a very important role in increasing of TDS. The result of the scenarios indicated that the increasing 5, 10 and 15% in discharge lead to decrease of 4.28, 8.35 and 12.24 percentage of TDS concentration, respectively. The results of zoning maps also showed that TDS, EC, Mg2+, Cl- and Na+ increased over 10 years and K+ and So42- didn't follow any special pattern. The most values of TDS, EC and Cl- were observed in the eastern part of the study region. Comparisons of the maps also revealed that the level of groundwater has decreased by 0/98 meter over 11years and the most groundwater depletion was observed in the west regions and agricultural lands. The zoning map of the electricity conductivity of the soil showed that EC increased from West to East of basin. The Final intensity of desertification map was also classified in high and very high classes. Synthesis of the results of surface water, groundwater and soil showed that an increasing of TDS concentration towards the end of Zayandehroud River can affect salinity of groundwater and soil in this region. The model can also be used as a new approach to assess and monitor desertification based on surface water indicator. In addition, the effects of tributary inflows can be evaluated by this model and the awareness of salinity changes can help to present land use or cultivation pattern proportional with water quality in each segments of river. Keywords: CE-QUAL-W2؛ TDS; Groundwater; soil; Zayandehroud.
