نقش اصلی رطوبت خاک در پایداری مخازن تأمین کننده آب آشامیدنی تهران
جاوید شو: به گزارش جاوید شو، محققان دانشگاه تهران در یک مطالعه نشان دادند که رطوبت خاک در لایه های عمیق، مهم ترین عامل تضمین جریان پایدار ورودی به سدهای اصلی تهران در دوره های خشکسالی است.
به گزارش جاوید شو به نقل از دانشگاه تهران، محققان حوزه آب و محیط زیست دانشگاه تهران با همکاری دانشگاه های صنعتی شریف و صنعتی امیرکبیر، مطالعه ای در مورد مدلسازی عامل های هیدرولوژیکی کنترل کننده جریان ورودی به مخازن پنجگانه تأمین کننده آب آشامیدنی کلانشهر تهران در دوره های فاقد بارندگی سال (دوره خشکی) انجام داده اند که یافته های این تحقیق، بر نقش تعیین کننده رطوبت خاک بر پایداری جریان آب ورودی به سدها در دوره های خشک سال تاکید دارد و راهبردهای مهمی را برای تطبیق با تغییرات اقلیمی و ارتقا تاب آوری سامانه های تأمین آب تهران ارائه می کند.
این پژوهش که با ترکیب داده های ماهواره ای پیشرفته، مشاهدات زمینی و مدل سازی هوش مصنوعی انجام شد، بر روی پنج سد حیاتی لتیان، لار، کرج، طالقان و ماملو متمرکز است؛ سدهایی که تأمین کننده حدود ۷۲ درصد از آب آشامیدنی کلان شهر تهران هستند، انجام شده است.
دکتر سید موسی حسینی، عضو هیأت علمی دانشگاه تهران و سرپرست این تیم پژوهشی در اینباره اظهار داشت: در این تحقیق، با استفاده از تلفیق داده های سنجش از دور، داده های ایستگاهی زمینی و مدل سازی مبتنی بر هوش مصنوعی، دینامیک جریان های ورودی به پنج سد اصلی تأمین کننده آب آشامیدنی کلان شهر تهران در بلند مدت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش، گامی مهم در جهت مدیریت پایدار منابع آب در سطح حوضه های آبریز سدهای مورد مطالعه و عرضه راهکارهای عملی برای مواجهه با چالش های تغییرات اقلیمی و کاهش ریسک کم آبی به حساب می آید.
حسینی با اشاره به اینکه سدهای لتیان، لار، کرج، طالقان و ماملو تأمین کننده حدود ۷۲ درصد آب آشامیدنی شهر تهران بوده و مابقی نیاز آبی از منابع آب زیرزمینی تأمین می شود، اضافه کرد: «در این مطالعه از داده های بلند مدت جریان ورودی به سدهای ذکرشده در بازه ۲۰ ساله (۱۹۹۹–۲۰۱۶) استفاده شد. نتایج مدلسازی نشان داد که مابین ۵۵ تا ۹۰ درصد حجم جریان ورودی به مخازن سدهای پنجگانه را جریان پایه تشکیل می دهد. جریان پایه رودخانه از منابع تأخیری نظیر رطوبت لایه های عمیق خاک، ذوب برف و تخلیه تدریجی آبخوان ها تغذیه می شود و در تأمین مستمر آب آشامیدنی، حفظ اکوسیستم های رودخانه ای و پایداری جریان ها در خلال دوره بدون بارندگی سال نقش اساسی دارد.
سرپرست این تیم پژوهشی تصریح کرد: این مورد عملا مبین اتکای کامل سیستم تأمین جریان آب ورودی به سدها به منابع زیرزمینی و ذخایر برف است.
حسینی در رابطه با فرآیند مدل سازی و داده های مورد نیاز در این تحقیق اظهار داشت: به منظور مدلسازی و شناسایی عامل های هیدرولوژیکی تاثیر گذار بر جریان پایه سدها، از روشهای فنی آماری نوین و مدلسازی هوش مصنوعی استفاده شد. فاکتورهایی مانند دما، بارش، پتانسیل تبخیر-تعرّق، رطوبت خاک، شاخص پوشش گیاهی، ذوب برف و سطح پوشش برفی در سطح حوضه آبریز سدها از پایگاه های معتبر ماهواره ای مانند FLDAS، ERA5-Land، SoilGrids و AVHRR استخراج شده است.
وی اضافه کرد: نتایج مدل سازی جریان پایه با مدل هوش مصنوعی Random Forest (جنگل تصادفی) نشان داد که رطوبت خاک بخصوص در لایه های عمیق تر (۳۰ تا ۳۰۰ سانتی متر) مهم ترین عامل کنترل کننده و پیشبینی کننده جریان پایه رودخانه ها در تمامی حوضه های مورد مطالعه است.
عضو هیأت علمی دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران، اظهار داشت: ضرایب همبستگی بالا و زمان تأخیر نزدیک به صفر بین رطوبت خاک و جریان پایه نشان داده است که شرایط رطوبتی زیرسطحی، کنترل فوری و پایدار بر تولید جریان پایه دارد که می تواند به علت نقش مستقیم آنها، در تغذیه آب زیرزمینی و جریان جانبی در زیر سطح زمین باشد.
یافته های این تحقیق مبین نقش حیاتی رطوبت خاک بعنوان یک بافر هیدرولوژیکی است که زمان و حجم جریان واردشده به مخازن را بخصوص در دوره های خشک که روان -آب سطحی محدود است، تنظیم می کند؛ ازاین رو حفظ رطوبت در لایه های عمیق خاک برای پایداری جریان پایه و به تبع آن، تأمین مطمئن آب ورودی به مخازن تهران ضروری می باشد.
پژوهشگران این پژوهش، راهبردهایی همچون «بهینه سازی آبیاری»، «مدیریت پوشش اراضی به منظور افزایش نفوذ آب» و «حفاظت از مناطق تغذیه آب زیرزمینی» را در حفظ ذخایر رطوبت خاک مؤثر عنوان کرده اند.
همچنین محققان این مطالعه عنوان کرده اند که بهره برداری از داده های دقیق رطوبت خاک شامل «نصب ایستگاه هایی برای اندازه گیری زمینی رطوبت خاک در اعماق مختلف» و «استفاده از منابع سنجش از دوری مانند SMAP یا « ERA5-Land می تواند دقت پیشبینی جریان پایه و ورودی مخازن را بشکل قابل توجهی افزایش دهد.
نتایج این تحقیق که در ژورنال معتبر بین المللی Journal of Hydrology: Regional Studies انتشار یافته است از راه این لینک در دسترس می باشد.
این پست جاوید شو را پسندیدید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب