سخنرانی علمی و کارگاه آموزشی یکروزه (چالش های برنامه ریزی منابع آب در سطح حوضه)

سخنرانی علمی و کارگاه آموزشی یکروزه

چالش های برنامه ریزی منابع آب در سطح حوضه

با همکاری پژوهشکده دریاچه ارومیه، موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو و کمیته منطقه ای آبیاری و زهکشی

ششم اسفند 1393

عناوین سخنرانی :

الف ) مدلسازی تخصیص و  بهینه سازی مصرف  آب با استفاده از مدلWEAP

دکتر بهزاد حصاری، پژوهشکده مطالعات دریاچه ارومیه، دانشگاه ارومیه

عناوین این ارائه شامل چالش ها کلی منابع آب حوضه ، راهکارها کلی ، مسائل تخصیص آب، معرفی نرم افزار های تخصیص آب و معرفی نرم افزار (سیستم برنامه ریزی و ارزیابی منابع آب  WEAP ) و مثال موردی از برنامه ریزی تخصیص منابع آب با استفاده از مدل ویپ در حوضه  بودند . چالش های منابع آب در چهار بند کلی افزایش جمعیت ، چالش آب برای غذا،  تغییر اقلیم و چالش های مدیریتی ارائه و راهکار های کلی شامل مدیریت یکپارچه حوضه ، ارتقا بهره وری آب و افزایش راندمان ها مورد بررسی قرار گرفت. سپس چالش ها ی تخصیص آب در حوضه در چهار قسمت 1) ترجیح هزینهای ، 2) اولویت تخصیص، 3)کمبود اطلاعات ،  4) پیچیدگی سیستم آبی (کمی و کیفی) و 5) بهینه سازی منابع و مصارف ارائه گردید. سپس نرم افزار های تخصیص مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت و در نهایت نرم افزار ویپ و قابلیت های آن در خصوص بهینه سازی منابع و مصارف ، تحلیل های مالی و لینک با نرم افزار های PESTو Modflow ارائه گردید و چند مثال کاربردی از گرگانرود و دریاچه آرال که مشابه دریاچه ارومیه است ارائه گردید و بلاخره پیشنهاد شد ویپ بعنوان سیستم مدل یکپارچه منابع آب حوضه دریاچه ارومیه و سیستم پشتیبان تصمیم برای بهینه سازی منابع و مصارف بصورت یک پروژه کلی مورد استفاده قرار گیرد.

ب ) بازسازی نوسانات گذشته دریاچه ارومیه

دکتر همایون خوشروان، موسسه تحقیقات آب

برای پی بردن به وضعیت تغییرات سطح تراز گذشته دریاچه ارومیه نیاز به شواهد زمین شناختی می باشد که بتوان از آنها بعنوان نشانه گرهای طبیعی استفاده نمود. بنابراین با استفاده از شواهد کانی شناسی، زیست رخساره ای و گیاهی موجود در لایه های رسوبی بستر دریاچه ارومیه و پادگانه های رسوبی به جای مانده در مناطق ساحلی پیرامون آن مشخص گردید که ضخامت رسوبات متعلق به دریاچه ارومیه حدود 176 متر می باشد و پی سنگ با ترکیب سنگ های پیروکلاستیک ولکانیکی با ضخامت 780 متر در زیر این لایه های رسوبی تعلق دارد و سن پی سنگ مزبور به ابتدای دوره پلیستوسن یعنی 1.8 میلیون سال قبل تعلق دارد. وضعیت نوسانات گذشته دریاچه ارومیه طی دوره هلوسن به گونه ای رقم خورده که دو پسروی گسترده همراه با فاز خشک زایی در حدود 12000 و 4 هزار سال قبل سبب خشک شدن دریاچه ارومیه و ایجاد محیط بیابانی شده است .و نهشته های رسوبی زیر بستر دریاچه  در محیط های بین یخچالی و یخچالی عصر کواترنری واجد وجه تمایز جنس لیتولوژیکی مشخصی می باشند. بطوریکه در زمان افزایش گرمایش زمین در عصر بین یخچالی رسوبات شیمیایی نهشت یافته و میزان روان آب ها به دریاچه کاهش می یابد در عوض با سرد شدن هوا و کاهش درجه حرارت بیلان هیدرولوژی دریاچه ارومیه مثبت گشته و رسوبات بیو شیمیایی شکل می گیرند و پیشروی سطح تراز آب دریاچه بوقوع می پیوندد.  این رفتار نوسانی دریاچه ارومیه در دوره های عملکرد فازهای یخچالی مخالف و عکس رفتار هیدرولوژیکی دریاهای باز و اقیانوس ها می باشد.

ج ) پیش بینی روند سطح آب دریاچه ارومیه با مدل سازی سری های زمانی و معرفی نرم افزارهای تخصصی

دکتر کیوان خلیلی، گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه  

از نتایج پیش بینی پارامترهای مختلف هیدرولوژیکی می­توان برای هشدار وقایع حدی نظیر سیل و خشکسالی، بهره برداری از سیستمهای منابع آب نظیر مخازن و نیروگاههای برقابی و مذاکرات عقد قرارداد نظیر فروش انرژی برقابی، کنترل صحت و یا دقت آمار، تکمیل و تطویل دوره آماری، برنامه­ریزی­های دقیق منابع آّبی در بخش­های مختلف شرب، کشاورزی و صنعت، فهم بهتر مکانیسم اقلیمی و هیدرولوژیکی مناطق موردمطالعه سود جست. در این راستا مدل­های سری زمانی به دلیل تطابق بیشتر با ماهیت استوکاستیک سری­های هیدرولوژیکی نتایج قابل قبول­تری ارائه می­نمایند. در این کارگاه انواع مدل­های خطی تک­متغیره و چندمتغیره و غیرخطی سری زمانی معرفی و با برازش بر روی داده­های مختلف هیدرولوژیکی، سطح تراز آب دریاچه ارومیه مدل­سازی و پیش­بینی شد. هم چنین نرم افزارهای تخصصی مورد نیاز در این زمینه معرفی گردید. نتایج نشان داد که مدل­های چند متغیره و غیرخطی سری زمانی می­توانند در سطح معنی­داری قابل قبولی در پیش بینی وقایع هیدرولوژیک و تراز سطح آب دریاچه ارومیه و مبحث آینده پژوهی دریاچه ارومیه کاربردی شوند.

د) بررسی تغییرات محیطی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه و مقایسه آن با برخی از دریاچه‌های مجاور

مهندس اشکان فرخ نیا، موسسه تحقیقات آب

در این جلسه خلاصه‌ای از مطالعات انجام شده در پژوهشکده منابع آب موسسه تحقیقات آب در خصوص تغییر شرایط محیطی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه طی دهه‌های اخیر، شامل کاربری اراضی، شرایط جمعیتی،  الگوی جریان و شوری در آبخوان‌های ساحلی دریاچه، مورد اشاره قرار گرفت. نتایج نشان داد بین سال‌های 1363 تا 1388 وسعت اراضی زیر کشت آبی و دیم به ترتیب 24 و 34 درصد افزایش یافته است. همچنین بین سال‌های 1355 و 1385‏نرخ سالانه رشد جمعیت در حوضه بطور متوسط در حدود 17/2 درصد بوده و جمعیت حوضه در این دوره زمانی دو برابر شده است. در خصوص حرکت وضعیت آب زیرزمینی در آبخوان‌های ساحلی بررسی‌ها نشان داد که در برخی از مناطق (نظیر دشت تبریز) جریان آب معکوس گردیده و جبهه آب شور از سمت دریاچه به آبخوان در حال حرکت می‌باشد. از سوی دیگر مقایسه تغییرات هیدرواقلیمی و تراز آب دریاچه‌های طبیعی موجود در منطقه، شامل دریاچه‌های وان، سوان، بالخاش و خزر نشان داد که ارتباط و نزدیکی خاصی بین تغییرات هیدرولوژیکی دریاچه‌های ارومیه و وان تا قبل از دهه 1380 وجود داشته، اما پس از آن الگوی رفتاری دو دریاچه کاملا متفاوت می‌باشد. در بخش دیگری از مطالعات نیز حساسیت هیدرولوژیکی حوضه آبریز دریاچه ارومیه نسبت به تغییرات بلندمدت بارش و دما مورد ارزیابی قرار گرفت که بر اساس نتایج بدست آمده به ازای هر درصد کاهش بارش در حوضه 1/2 درصد و به ازای هر درجه سانتیگراد افزایش دما 2/4 کاهش در متوسط جریان بلندمدت رودخانه‌های حوضه اتفاق می‌افتد. در بخش دیگری از این ارائه، روش‌شناسی استخراج نقشه بسیمتری دریاچه ارومیه بر مبنای استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و تحلیل‌های سنجش از دوری ذکر گردید و نتایج حاصل از آن مورد اشاره قرار گرفت

ه ) بررسی تداخل آب شور و شیرین در آبخوانهای ساحلی دراچه ارومیه با  مدل CTRAN/W

حجت احمدی، گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه 

در محل تماس سفره آب شیرین با آب شور به دلیل عدم یکسان بودن چگالی آب سفره شیرین و آب دریاچه، آب شور به صورت گوه در زیر سفره آب شور نفوذ کرده و باعث میگردد که سطح آب شیرین به سطوح  بالاتری حرکت کند. منطقه بینابین در بالای گوه آب شور نفوذ یافته به زیر سطح آب شیرین، تشکیل می شود وهرگونه تغییر در تراز آب ساحلی می تواند باعث جابجایی موقعیت این ناحیه شده و به تبع آن سطح تراز آب زیرزمینی نیز دچار تغییر خواهد شد بطوریکه با پایین رفتن سطح آب دریاچه به هر علتی، طبق قوانین هیدرولیک به دلیل کاهش بار هیدرولیکی وارد از طرف دریاچه به گوه آب شور ضخامت آن کاهش پیدا کرده و به تبع آن سطح گوه آب شور به پایین کشیده شده و از طول نفوذ آن در سفره آب شیرین نیز کاسته خواهد شد. لذا مشابه آنچه که در دریاچه ارومیه رخ داده است سطح آب زیر زمینی در درشتهای اطراف نیز پایین خواهد افتاد. شاید در ابتدا این موضوع به ذهن برسید که با پایین افتادن سطح آب گوه و به تبع آن پایین افتادن سطح منطقه بینابین، تهدید نفوذ آب شور به  سفره‌های آب شیرین کمتر گردد در حالیکه به دلیل نفوذ قبلی آب شور، لایه‌های پایین شور شده اند و با پایین افتادن گوه آب شور و کشیده شدن توام لایه های آب شیرین فوقانی به این لایه‌ها سفره‌های آب شور نسبت به حالت قبل از پایین افتادن سطح آب دریاچه در خطر بیشتری نسبت به شور شدگی قرار می‌گیرند.  به دلیل اختلاف غلظت و همچنین تفاوت دانسیته آب شور  و آب شیرین بررسی رفتار این دو سیال در کنار هم و تعیین محدوده نفوذ هر یک بسیر پیچیده و مشکل می باشد با این حال مدل عددی CTRAN/W با حل معادلات حاکم بر جریان آب زیرزمینی و معادلات پخشیدگی و پراکندگی به همراه تاثیر چگالی آب شور می تواند با دقت بسیار بالایی نتایج مربوط به مساله تداخل آب شور و شیرین و به همراه آن بحث توزیع غلظت، تغیرات تراز آب زیرزمینی و همچنین موقعیت فصل مشترک آب شور و شیرین را برآورد نماید. محاسبات اولیه صورت گرفته در خصوص تاثیر پایین رفتن سطح آب دریاچه ارومیه نشان از پایین افتادن و سقوط سفره های آب شیرین تا بیش از 15 متر را نشان داده است.