مدیریت منابع آب زیرزمینی دشت میان‌آب شوشتر با تاکید بر نیاز آبی محصولات کشاورزی با استفاده از مدل‌سازی آب زیرزمینی

دشت میان‌آب شوشتر یکی از دشت‌های مهم استان خوزستان است که عمده مصارف آبی آن در بخش کشاورزی می‌باشد. با توجه به لزوم بازنگری در مصارف منابع آب در حوزه کشاورزی در این تحقیق جهت مدیریت منابع و مصارف، ابتدا نیاز آبی محصولات کشاورزی با استفاده از روش پنمن‌مانیث‌فائو محاسبه گردید سپس به‌منظور اطلاع از بیلان آبی و میزان آب مصرفی، مدل عددی منطقه برای سال آبی 9596 با خطای rmse 94/0 متر در حالت ناپایدار تهیه شد. پس از واسنجی مدل در شرایط ناپایدار، جهت اطمینان از مدل ساخته‌شده آبخوان دشت میان‌آب شوشتر نتایج واسنجی مدل برای مدت 6 ماه، از مهر 1396 الی اسفند 1396 با خطای rmse 95/0 مورد صحت‌سنجی قرار گرفت. طبق محاسبات، مقدار واقعی آب موردنیاز جهت کشت محصولات برابر با 89/278 میلیون مترمکعب در سال می‌باشد. بر اساس نتایج مدل مجموعاً 07/427 میلیون مترمکعب آب از طریق شبکه آبیاری و چاه‌های بهره‌برداری در بخش کشاورزی منطقه استفاده می‌گردد. لذا مقدار 18/148 میلیون مترمکعب آب به‌صورت مازاد مصرف می‌شود. جهت مدیریت آب مازاد مصرفی سه سناریو موردبررسی قرار گرفت که شامل انتقال تمامی آب مازاد به اراضی جنوبی از طریق توسعه شبکه آبیاری، کاهش پمپاژ چاه‌ها و مدیریت تلفیقی منابع آب سطحی و زیرزمینی می‌باشند. اعمال سناریوهای مذکور در مدل نشان داد که سناریوی اول باعث افت سطح ایستابی در قسمت شمالی آبخوان و بالاآمدگی سطح ایستابی در جنوب منطقه می‌گردد. اعمال سناریوی دوم باعث بالاآمدگی شدید سطح ایستابی در شمال دشت خواهد گردید. در سناریوی سوم با کاهش 35 درصدی پمپاژ معادل 33 میلیون مترمکعب آب و انتقال 60 میلیون مترمکعب آب از شبکه به اراضی جنوبی، مقدار زیادی از آب مازاد بر نیاز مصرفی مدیریت گردید. بنابراین با توجه به وضعیت هیدرودینامیک آبخوان و نتایج مدل، سناریوی سوم جهت مدیریت آب مازاد مصرفی در منطقه مطلوب‌تر می‌باشد.

Groundwater resources management of Mian-Ab Plain with emphasis on water requirement of agricultural crops using groundwater modeling

Mian Ab is one of the most important plains in Khouzestan province and the most water demands in this plain is related to the irrigation for agriculture. In this research, the agricultural water requirement was first calculated using Penman Monteith FAO method due to the necessity of water resources consumptions revision in agricultural field. Then, the numerical groundwater model of the study area was prepared to know about the water balance and consumed water. The model was calibrated from September 2016 to September 2017 in the unsteady state conditions with the 0.94 m of RMSE error. According to the calculations, the actual crop water requirement is 278.89 MCM per year. The model results show that 334.07 MCM of water is used though irrigation network and wells for agricultural purposes. Therefor, 55.27 MCM of water is used more than the actual water needs. Three scenarios were considered for excess consumed water including the transfer of all surplus water to southern lands through the development of irrigation network, decreasing the rate of well pumping and the integrated management of surface and groundwater resources. Applying the discussed scenarios to the numerical model showed that the fist scenario causes drawdown and water logging in the northern and southern parts of the aquifer, respectively. Applying the second scenario will cause a severe water logging in the northern parts of the study area. In the third scenario, the excess consumed water will be managed by decreasing the 8.5 percent of exploitation wells rate (equal to 25.27 MCM) and transferring the remaining water (30 MCM) to the southern lands of study area. Therefore, considering the hydrodynamic conditions of the aquifer and the model results, the third scenario is more desirable for the management of excess consumed water.