ارزیابی اثرات احداث سد بر روی آبخوان با استفاده از تحلیل آنتروپی چندمقیاسه، مطالعه موردی: دشت ساوه

با توجه به ارتباطات غیرخطی بین مولفه‌های حاکم بر سفره‌های زیرزمینی، از این سیستم‌ها به عنوان یک سیستم پیچیده نام برده می‌شود. تخمین درجه پیچیدگی این سیستم با توجه به تغییرات طبیعی و مصنوعی حاکم بر آن جهت ارزیابی‌های کمی و کیفی آبخوان بسیار مهم می‌باشد. در این تحقیق بر مبنای تغییرات بلندمدت (93-64) پیزومترهای دشت ساوه اقدام به بررسی اثر احداث سد ساوه بر روی آبخوان پایین‌دست سد با استفاده از تحلیل آنتروپی چندمقیاسه گردید. در این رویکرد بر خلاف روش آنتروپی که تنها میزان آنتروپی برای یک فاکتور مقیاس را مورد محاسبه قرار می‌دهد، از آنتروپی چندمقیاسه (mse) جهت ارزیابی تغییرات احتمالی پیچیدگی آبخوان در چندین فاکتور مقیاس استفاده گردید. نتایج نشان می‌دهد که میزان پیچیدگی آبخوان بعد از احداث سد ساوه از ابتدای دشت تا میانه دشت بشدت کاهش یافته و به طور متوسط 31 درصد افزایش در میزان اختلاف آنتروپی (پیچیدگی) در دو دوره (قبل و بعد از احداث سد) مشاهده می‌شود. این تغییرات در خصوصیات پیچیدگی سفره منجر به تخریب سیستم طبیعی آبخوان و کاهش درجه پیچیدگی آن شده است. مقایسه رویکرد پیشنهادی با روش منکندال بیانگر کارآیی آنتروپی چندمقیاسه در ارزیابی پیچیدگی سیستم آبخوان و تشخیص رخدادهای غیرطبیعی در سری زمانی تراز سطح آب زیرزمینی می‌باشد. این مطالعه می‌تواند مبنایی جهت حفاظت از محیط طبیعی آبخوان‌ها و ارزیابی اثرات ساخت سازه‌های هیدرولیکی عظیم بر روی سفره‌های زیرزمینی را ارائه نماید.

Multiscale Entropy Analysis to Assess Impacts of Dam Construction on Aquifer, Case Study: SAVEH Plain

According to the nonlinear relationship between the components of the aquifer, these systems are called as a complex system. In these systems due to natural and artificial changes, the estimating the degree of complexity for quality and quantity groundwater assessment is very important. In this study, in order to ascertain impacts of SAVEH dam on the complexity of the SAVEH aquifer plain, which is located downstream of the dam, multiscale entropy (MSE) theory was applied to analyze longterm variation piezometers (19852014). In this approach, unlike the sample entropy that only the amount of entropy for a single scale factor measured, the MSE used to assess the possible changes in the complexity of the aquifer in multi scale factor. The results show that the complexity of the aquifer after SAVEH dam construction precipitously decreased from the beginning to the middle of the aquifer plain and an average 31 percent increase can be seen in the difference between the sample entropy (complexity) in two periods (before and after the dam construction). The complexity properties alterations of the aquifer caused the destruction of natural systems aquifer and decrease the complexity of it. The comparison between proposed approach and MannKendall method is indicated that the efficiency of MSE in evaluating the complexity of aquifer systems and detection of abnormal events in the groundwater table level time series. This study could provide references for conservation of the aquifer natural environment and the assessment of impacts induced by big hydraulic structures construction on the groundwater system.