شماره ركورد
34195
پديد آورنده
فاطمه هوشمند
عنوان
شناسايي برداشت غيرمجاز از سفره آب زيرزميني با استفاده از مدل تركيبي SWAT-MODFLOW و تصاوير ماهواره اي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي و مديريت منابع آب
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1404/06/15
استاد راهنما
حسين عليزاده
استاد مشاور
حسن زحمتكش
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
چكيده
مديريت پايدار منابع آب زيرزميني، بهويژه در مناطق خشك و نيمهخشك، امري ضروري براي حفظ تعادل زيستمحيطي و تأمين نيازهاي كشاورزي، صنعتي و شرب محسوب ميشود. دشت ورامين، يكي از نواحي بحراني از نظر افت سطح آب زيرزميني در ايران مي باشد كه تحتتأثير تغييرات اقليمي و بهرهبرداري بيش از حد از منابع آب قرار دارد. بر اساس شواهد، سطح آب زير زميني در دشت ورامين سالانه بطور متوسط 1/15 متر افت داشته كه نشان دهنده برداشت هاي بي رويه در منطقه است. به همين منظور تعيين و شناسايي محل برداشت هاي غيرمجاز در اين دشت از اهميت بسزايي برخوردار است. در اين پژوهش، يك ابزار مبتني بر تلفيق مدل هاي آب سطحي و آب زير زميني (SWAT-MODFLOW) براي شبيهسازي و تحليل اثرات برداشت غيرمجاز آب زيرزميني مورد استفاده قرار ميگيرد. مدل SWAT براي شبيهسازي فرايندهاي هيدرولوژيكي سطحي و مدل MODFLOW براي تحليل جريان آب زيرزميني به كار مي رود. بهمنظور بهبود دقت شبيهسازي، دادههاي ماهوارهي SENTINEL-2 براي استخراج شاخص سطح برگ (LAI) و كاليبراسيون مدل استفاده مي شود. همچنين، مدل با دادههاي چاههاي مشاهدهاي كاليبره مي شود تا تطابق دقيقتري ميان دادههاي شبيهسازي شده و واقعي برقرار شود. به منظور تعيين برداشت غير مجاز، سناريو هايي بر مبناي تغيير برداشت از آب زير زميني ايجاد شد كه فرض اين سناريو ها ثابت بودن برداشت از آب هاي سطحي مي باشد. در اين سناريو ها كه با نام هاي S1، S2، S3 و S4 نام گذاري شده اند به ترتيب شامل مقدار برداشت ثبت شده (سناريو پايه)، افزايش برداشت در حد رفع نياز آبياري منطقه، كاهش برداشت و افزايش بيش از حد برداشت از آب زيرزميني مي باشند. نتايج نشان داد كه از بين 4 سناريوي مورد بررسي، سناريوي S2 عملكرد بهتري در شبيه سازي سطح آب زيرزميني داشته و كمترين ميزان خطا را در شبيهسازي ارائه داده است. مقادير ميانگين RMSE در سناريوهاي S1، S2، S3 و S4 به ترتيب برابر با 2/14، 1/96، 2/07 و 2/43 به دست آمد. نتايج ارزيابي عملكرد مدل با استفاده از معيارهاي نكويي برازش نظير KGE و RMSE نشان مي دهد كه مدل توانايي مناسبي در پيشبيني تغييرات سطح آب زيرزميني و شاخص سطح برگ دارد. يافتههاي اين پژوهش ميتواند به سياستگذاران و مديران منابع آب در جهت اتخاذ راهكارهاي مؤثر براي مديريت پايدار آبهاي زيرزميني كمك كند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/26
عنوان به انگليسي
Detection of unauthorised groundwater withdrawal using SWAT-MODFLOW model and remote sensing
تاريخ بهره برداري
9/6/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فاطمه هوشمند
چكيده به لاتين
Sustainable management of groundwater resources, particularly in arid and semi-arid regions, is essential for maintaining environmental balance and meeting agricultural, industrial, and domestic demands. Varamin Plain is one of the critical areas in Iran in terms of groundwater decline, which has been exacerbated by climate change and excessive exploitation of water resources. According to evidence, the groundwater level in Varamin Plain has declined on average by 1.15 meters per year, indicating severe overextraction in the region. Therefore, identifying and locating illegal groundwater withdrawals in this plain is of great importance. In this study, an integrated modeling tool combining surface water and groundwater models (SWAT-MODFLOW) was applied to simulate and analyze the impacts of illegal groundwater abstraction. The SWAT model was used to simulate surface hydrological processes, while MODFLOW was employed to analyze groundwater flow. To improve the simulation accuracy, Sentinel-2 satellite data were used to extract the Leaf Area Index (LAI) and calibrate the model. In addition, the model was calibrated using observation well data to achieve better agreement between simulated and observed values. To identify illegal withdrawals, scenarios were developed based on varying levels of groundwater pumping, assuming constant surface water extraction. These scenarios, named S1, S2, S3, and S4, respectively represent recorded abstraction (baseline), increased pumping to fully meet irrigation demand, reduced pumping, and excessive pumping. Results indicated that among the four scenarios, S2 provided the best performance in simulating groundwater levels with the lowest simulation error. The mean RMSE values for scenarios S1, S2, S3, and S4 were 2.14, 1.96, 2.07, and 2.43, respectively. Model performance evaluation using goodness-of-fit criteria such as KGE and RMSE demonstrated that the integrated model has satisfactory capability in predicting groundwater level fluctuations and the Leaf Area Index. The findings of this study can assist policymakers and water managers in adopting effective strategies for the sustainable management of groundwater resources.
كليدواژه هاي فارسي
سنجش از دور , مدل تركيبي SWAT-MODFLOW , شاخص سطح برگ , نياز آبياري , نياز آبياري
كليدواژه هاي لاتين
: Remote Sensing , SWAT-MODFLOW Coupled Model , Leaf Area Index (LAI) , Irrigation Water Demand , Unauthorized Groundwater Withdrawal
Author
Fateme Hooshmand
SuperVisor
Hosein Alizadeh