تأثیر تغییر اقلیم بر مقدار و توزیع مکانی مجموع موادّ جامد محلول در آبخوان ساحلی بندر گز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 گروه مهندسی آب، دانشکدة مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 شرکت آب منطقه‌ای گلستان، گرگان، ایران

چکیده

آبخوان­های ساحلی درمعرض تهاجم آب شور دریا و ورود پساب آب شرب به­وسیلة چاه­های جذبی و همچنین نشت از شبکة جمع­آوری فاضلاب و تغییر در شرایط اقلیمی هستند که می­تواند در افزایش آلودگی آب زیرزمینی بسیار مؤثّر باشد. هدف از نوشتار پیش رو ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر مقدار و توزیع مکانی مجموع موادّ جامد محلول، در سطح آبخوان ساحلی بندر گز در شمال ایران با استفاده از شبیه­سازی عددی است. به­منظور شبیه­سازی تراز سطح آب زیرزمینی توزیع مکانی و همچنین تغییرات مقدار مجموع موادّ جامد محلول از مدل­های مادفلو و ام.­تی.­تری.­دی.­ام.­اس. استفاده شد و برای تعیین دقّت مدل از معیار میانگین قدر مطلق درصد خطا استفاده شد. برای بررسی تغییرات آتی مؤلّفه‌های اقلیمی بر مقدار و توزیع مکانی مجموع موادّ جامد محلول از گزارش پنجم هیئت بین­الدّول تغییر اقلیم و سناریوهای جدید انتشار استفاده شده است. تأثیرات تغییر اقلیم بر کیفیّت آب زیرزمینی با دو سناریو خوش­بینانه و بدبینانه بررسی شد. معیار میانگین قدر مطلق درصد خطا در دورة واسنجی و صحّت‌سنجی به­ترتیب در بازه­های (029/0-0008/0) و (055/0-032/0) قرار دارد که بیانگر دقّت و همچنین اعتمادپذیری کاملاً مناسب مدل برای برآورد مقدار و توزیع مکانی مجموع موادّ جامد محلول در سطح آبخوان ساحلی است. بررسی نتایج سناریوهای انتشار بیانگر آن است که هردو سناریو نشان‌دهندة افزایش در بارش و دما در آینده هستند. سناریوهای خوش­بینانه و بدبینانه به­ترتیب بیانگر یک رفتار تناوبی و افزایشی در مقدار متوسّط مجموع موادّ جامد محلول در آینده هستند؛ همچنین پیش­بینی توزیع مکانی مجموع موادّ جامد محلول بیانگر آن است که در شمال آبخوان مقدار آلودگی به­شکل قابل توجّهی افزایش خواهد یافت و افزایش آلودگی در سطح آبخوان الگوی مکانی یکنواخت نخواهد داشت که این موضوع می‌تواند ناشی از توزیع مکانی غیر یکنواخت نواحی مسکونی و همچنین چاه­های برداشت از منابع آب زیرزمینی باشد.

کلیدواژه‌ها


Refrences

Abd-Elhamid, H. F. (2017). Investigation and control of seawater intrusion in the Eastern Nile Delta aquifer considering climate change. Water Science and Technology: Water Supply, 17 (2), 311-323. https://doi.org/10.2166/ws.2016.129.

Al-Maktoumi, A., Zekri, S., El-Rawy, M., Abdalla, O., Al-Wardy, M., Al-Rawas, G., Charabi, Y. (2018). Assessment of the impact of climate change on coastal aquifers in Oman. Arabian Journal of Geosciences, 11 (17), 501. https://doi.org/10.1007/s12517-018-3858-y.

Ansarifar, M. M., Salarijazi, M., Ghorbani, K., Kaboli, A. R. (2019). Simulation of groundwater level in a coastal aquifer. Marine Georesources & Geotechnology, 1-9. https://doi.org/10. 1080/1064119X.2019.1639226.

Azad, A., Karami, H., Farzin, S., Saeedian, A., Kashi, H., Sayyahi, F. (2018). Prediction of water quality parameters using ANFIS optimized by intelligence algorithms (case study: Gorganrood River). KSCE Journal of Civil Engineering, 22 (7), 2206-2213. https://doi.org/ 10.1007/s12205-017-1703-6.

Bahrami, E., Mohammadrezapour, O., Salarijazi, M., Jou, P. H. (2019). Effect of base flow and rainfall excess separation on runoff hydrograph estimation using gamma model (case study: Jong catchment). KSCE Journal of Civil Engineering, 23 (3), 1420-1426. https://doi.org/10. 1007/s12205-019-0591-3.

Barbieri, M., Ricolfi, L., Vitale, S., Muteto, P. V., Nigro, A., Sappa, G. (2019). Assessment of groundwater quality in the buffer zone of Limpopo National Park, Gaza Province, Southern Mozambique. Environmental Science and Pollution Research, 26 (1), 62-77. https://doi.org/ 10.1007/s11356-018-3474-0.

Bedekar, V., Niswonger, R. G., Kipp, K., Panday, S., Tonkin, M. (2012). Approaches to the simulation of unconfined flow and perched groundwater flow in MODFLOW. Groundwater, 50 (2), 187-198. https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.2011.00829.x.

Carneiro, J. F., Boughriba, M., Correia, A., Zarhloule, Y., Rimi, A., El Houadi, B. (2010). Evaluation of climate change effects in a coastal aquifer in Morocco using a density-dependent numerical model. Environmental Earth Sciences, 61 (2), 241-252. https://doi.org/ 10.1007/s12665-009-0339-3.

Chang, Y., Hu, B. X., Xu, Z., Li, X., Tong, J., Chen, L., Zhang, H., Miao, J. Liu, H., Ma, Z. (2018). Numerical simulation of seawater intrusion to coastal aquifers and brine water/freshwater interaction in south coast of Laizhou Bay, China. Contaminant Hydrology, (215), 1-10. https://doi.org/10.1016/ j.jconhyd.2018.06.002.

Delpla, I., Jung, A. V., Baures, E., Clement, M., Thomas, O. (2009). Impacts of climate change on surface water quality in relation to drinking water production. Environment International, 35 (8), 1225-1233. https://doi.org/10.1016/j.envint.2009.07.001.

Ducci, D., Tranfaglia, G. (2008). Effects of climate change on groundwater resources in Campania (southern Italy). Geological Society, London, Special Publications, 288 (1), 25-38. https://doi.org/10.1144/SP288.3.

Gaaloul, N., Pliakas, F., Kallioras, A., Schuth, C., Marinos, P. (2012). Simulation of seawater intrusion in coastal aquifers: Forty five-years exploitation in an eastern coast aquifer in NE Tunisia. The Open Hydrology Journal. J, 6, 31-44. https://doi.org/10.2174/ 1874378101206010031.

Ghorbani, K., Salarijazi, M., Abdolhosseini, M., Eslamian, S., Ahmadianfar, I. (2019). Evaluation of Clark IUH in rainfall-runoff modelling (case study: Amameh Basin). International Journal of Hydrology Science and Technology, 9 (2), 137-153. 10.1504/IJHST.2019.10018517.

Gopinath, S., Srinivasamoorthy, K., Saravanan, K., Prakash, R., Karunanidhi, D. (2019). Characterizing groundwater quality and seawater intrusion in coastal aquifers of Nagapattinam and Karaikal, South India using hydrogeochemistry and modeling techniques. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 25 (1-2), 314-334. https://doi.org/10.1080/10807039.2019.1578947.

Gopinath, S., Srinivasamoorthy, K., Saravanan, K., Suma, C. S., Prakash, R., Senthilnathan, D., Chandrasekaran, N., Srinivas, Y., Sarma, V. S. (2016). Modeling saline water intrusion in Nagapattinam coastal aquifers, Tamilnadu, India. Modeling Earth Systems and Environment, 2 (1), 2. https://doi.org/10. 1007/s40808-015-0058-6.

Green, N. R., MacQuarrie, K. T. B. (2014). An evaluation of the relative importance of the effects of climate change and groundwater extraction on seawater intrusion in coastal aquifers in Atlantic Canada. Hydrogeology Journal, 22 (3), 609-623. https://doi.org/10.1007/s10040-013-1092-y.

Green, T. R., Taniguchi, M., Kooi, H., Gurdak, J. J., Allen, D. M., Hiscock, K. M., Treidel, H., Aureli, A. (2011). Beneath the surface of global change: Impacts of climate change on groundwater. Journal of Hydrology, 405 (3-4), 532-560. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol. 2011.05.002.

Holman, I. P., Allen, D. M., Cuthbert, M. O., Goderniaux, P. (2012). Towards best practice for assessing the impacts of climate change on groundwater. Hydrogeology Journal, 20 (1), 1-4. https://doi.org/10.1007/s10040-011-0805-3.

Hooshm, A., Salarijazi, M., Bahrami, M., Zahiri, J., Soleimani, S. (2013). Assessment of pan evaporation changes in South Western Iran. African Journal of Agricultural Research, 8 (16), 1449-1456. https://doi.org/10.5897/AJAR12.371.

Jha, M. K., Datta, B. (2011). Simulated annealing based simulation-optimization approach for identification of unknown contaminant sources in groundwater aquifers. Desalination and Water Treatment, 32 (1-3), 79-85. https://doi.org/10.5004/dwt.2011.2681.

Kundzewicz, Z. W., Mata, L. J., Arnell, N. W., Döll, P., Jimenez, B., Miller, K., Oki, T., Sen, Z. Shiklomanov, I. (2008). The implications of projected climate change for freshwater resources and their management. Hydrological sciences journal, 53 (1), 3-10. https://doi.org/10.1623/hysj.53.1.3.

Lyu, S., Chen, W., Wen, X., Chang, A. C. (2019). Integration of HYDRUS-1D and MODFLOW for evaluating the dynamics of salts and nitrogen in groundwater under long-term reclaimed water irrigation. Irrigation science, 37 (1), 35-47. https://doi.org/10.1007/s00271-018-0600-1.

Moazed, H., Salarijazi, M., Moradzadeh, M., Soleymani, S. (2012). Changes in rainfall characteristics in Southwestern Iran. African Journal of Agricultural Research, 7 (18), 2835-2843. https://doi.org/10.5897/AJAR12.182.

Moslemzadeh, M., Salarizazi, M., Soleymani, S. (2011). Application and assessment of kriging and cokriging methods on groundwater level estimation. Journal of American Sciences, 7 (7), 34-39.

Ranjan, P., Kazama, S., Sawamoto, M. (2006). Effects of climate change on coastal fresh groundwater resources. Global Environmental Change, 16 (4), 388-399. https://doi.org/10. 1016/j.gloenvcha.2006.03.006.

Riad, A. G. P., Gad, M. A., Rashed, K. A., Hasan, N. A. (2016). Climate Change and Sea Level Rise Impacts on Seawater Intrusion at Jefara Plain, Libya. Nature and Science, 14 (3), 75-81. https://doi.org/10.7537/ marsnsj14031611.

Rozell, D. J., Wong, T. F. (2010). Effects of climate change on groundwater resources at Shelter Island, New York State, USA. Hydrogeology Journal, 18 (7), 1657-1665. https://doi.org/10. 1007/s10040-010-0615-z.

Sadeghian, M. S., Salarijazi, M., Ahmadianfar, I., Heydari, M. (2016). Stage-Discharge relationship in tidal rivers for tidal flood condition. Feb-Fresenius Environmental Bulletin, 4111.

Salarijazi, M., Ghorbani, K. (2019). Improvement of the simple regression model for river’EC estimation. Arabian Journal of Geosciences, 12 (7), 235. https://doi.org/10.1007/s12517-019-4392-2.

Stuart, M. E., Gooddy, D. C., Bloomfield, J. P., Williams, A. T. (2011). A review of the impact of climate change on future nitrate concentrations in groundwater of the UK. Science of the Total Environment, 409 (15), 2859-2873. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2011.04.016.

Surinaidu, L., Rao, V. V. G., Mahesh, J., Prasad, P. R., Rao, G. T., Sarma, V. S. (2015). Assessment of possibility of saltwater intrusion in the central Godavari delta region, Southern India. Regional Environmental Change, 15 (5), 907-918. https://doi.org/10.1007/s10113-014-0678-9.

Zammouri, M., Jarraya-Horriche, F., Odo, B. O., Benabdallah, S. (2014). Assessment of the effect of a planned marina on groundwater quality in Enfida plain (Tunisia). Arabian Journal of Geosciences, 7 (3), 1187-1203. https://doi.org/10.1007/s12517-012-0814-0.

Zhang, C., Lai, S., Gao, X., Xu, L. (2015). Potential impacts of climate change on water quality in a shallow reservoir in China. Environmental Science and Pollution Research, 22 (19), 14971-14982.https://doi.org/10.1007/s11356-015-4706.