عنوان پایان‌نامه: مفهوم‌ سازی برهمکنش منابع آب سطحی - زیرزمینی با استفاده از رویکرد مبتنی بر مدلسازی

دانشجو: سید مصطفی وافقی

گروه آموزشی: کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست

دانشگاه: دانشگاه تربیت مدرس

رشته تحصیلی: علوم و مهندسی آب - مدیریت منابع آب

مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد

استاد راهنما: دکتر حامد کتابچی

کارفرما: شرکت آب منطقه‌ای اصفهان

تاریخ دفاع: 1402-06-26

چکیده: 

کشور ایران با پهنای بیش از 6/1 میلیون کیلومترمربع و با جمعیتی بالغ بر 85 میلیون نفر در ناحیه خشک و نیمه‌خشکی از جهان واقع شده که میانگین نزولات جوی آن حدود یک سوم و میزان تبخیر آن حدوداً سه برابر میانگین جهانی است. در حالی که ایران حدود یک درصد از جمعیت جهان را دربرگرفته، تنها سهم 3/0 درصدی از منابع آب شیرین جهان را دارد که از این مقدار، طبق آمار رسمی و مستند مربوط به دهه گذشته، تنها 130 میلیارد مترمکعب حجم آب تجدیدپذیر سالانه آن می‌باشد که امروزه به مراتب از این مقدار کاسته شده است. از کل حجم آب تجدیدپذیر کشور %71 به صورت آب‌های سطحی جاری شده و %29 به صورت مستقیم به داخل زمین نفوذ می‌کند. بررسی‌های وضعیت مصرف آب در سطح ایران و جهان نشان می‌دهد که بیشترین سهم در بخش کشاورزی بوده که این وضعیت در ایران شدیدتر می‌باشد به نحوی که سهم آب مصرفی کشاورزی در جهان 69%، در خاورمیانه 84% و در ایران بیش از 91% است. با افزایش جمعیت و توسعه در سطح حوضه‌های آبریز (خصوصاً توسط زمین‌های کشاورزی و شهرسازی‌ها)، منابع آب سطحی و زیرزمینی قابل استفاده در حال کاهش می‌باشد و کشاورزان، شهرنشینان و گروه‌های فعال محیط‌زیستی همه برای دستیابی به این منابع در حال رقابت هستند. از طرفی دیگر تهدید تغییر اقلیم در حال افزایش عدم اطمینان در مورد دسترسی پایدار به منابع آبی در آینده است. در این میان، بررسی برهمکنش منابع آب سطحی - زیرزمینی و به طور خاص اهمیت‌سنجی مکانی آن می‌تواند به عنوان راهکار و پاسخی هرچند کوچک اما مهم به این نوع تهدیدها بوده و به نوعی کمک کننده در راستای مدیریت یکپارچه منابع آب باشد. در همین راستا شرکت آب منطقه‌ای اصفهان طرح پژوهشی ملی با عنوان «تدوین روش‌شناسی و ارزیابی اندرکنش بین منابع آب سطحی و زیرزمینی کشور» در سال 1399 به پژوهشکده مهندسی و مدیریت آب دانشگاه تربیت مدرس ابلاغ نمود و پایان‌نامه حاضر بر روی بخشی از طرح مورد اشاره تعریف شده است. بر همین اساس برای پیشبرد پایان‌نامه تعریف شده در موضوع اهمیت‌سنجی برهمکنش منابع آب در مقیاس تمامی محدوده‌های مطالعاتی سطح کشور، چارچوب‌های مختلفی می‌تواند وجود داشته باشد و می‌توان از آنها بهره برد تا در نهایت به یک رتبه‌بندی از محدوده‌های مطالعاتی کشور از حیث اهمیت آنها در برهمکنش منابع آب و یا نقشه پهنه‌بندی از آنها رسید. یکی از چارچوب‌های مرسوم و پرکاربرد (خصوصا از اواسط قرن گذشته به بعد) استفاده از تصمیم‌گیری چند معیاره یا MCDM می‌باشد. روند کلی چارچوب‌های MCDM اینگونه است که برای تعدادی گزینه که در این طرح محدوده‌های مطالعاتی می‌باشند، شاخص تعریف می‌شود و این شاخص‌ها با بهره‌گیری از روش‌های مختلف وزن‌دهی اعم از روش‌های ریاضی، مدلسازی مبتنی بر رگرسیون غیرخطی چندمتغیره، نظرات کارشناسان و تجمیع این روش‌ها دارای یک وزن خاصی شده که اهمیت و میزان تاثیر آن شاخص بر روی برهمکنش منابع آب می‌باشد. از مجموع 34 شاخص و 70 زیرشاخصی که از 196 داده خام بدست آمده و برای 526 محدوده مطالعاتی دارای آبخوان در سطح کشورگردآوری و محاسبه شد، با استفاده از همبستگی بین شاخص‌ها و مدل‌های رگرسیونی، در نهایت 14 شاخص وارد چارچوب MCDM شد (روش PROMETHEE) و رتبه‌بندی محدوده‌های مطالعاتی از نظر اهمیت برهمکنش منابع آب بدست آمد و با استفاده از آن نقشه پهنه‌بندی و میزان اهمیت برهمکنش در محدوده‌های مطالعاتی مختلف سطح کشور رسم شد.

کلمات کلیدی: اندرکنش منابع آب - آبخوان – تصمیم‌گیری چندمعیاره – شاخص - رگرسیون غیرخط