زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تحلیل پایداری آبخوان مشهد - چناران در محدوده شهر مشهد

نویسندگان
1 دانشگاه فردوسی مشهد
2 شرکت آب منطقه‌ای خراسان رضوی
چکیده
در مناطق خشک و نیمه‌خشک، فشار فزاینده بر منابع آب زیرزمینی، پایداری کمی آبخوان‌ها را با چالش‌های جدی مواجه ساخته است. آبخوان مشهد-چناران به‌عنوان یکی از مهم‌ترین آبخوان‌های آبرفتی شمال شرق ایران و منبع اصلی تأمین آب شرب شهر مشهد، طی سال‌های اخیر تحت تأثیر برداشت‌های گسترده قرار گرفته است. در این پژوهش، پایداری کمی آبخوان مذکور بر اساس تحلیل هم‌زمان تغییرات دبی چاه‌ها، ضخامت اشباع آبخوان، ضریب آبدهی ویژه، ظرفیت ویژه و افت ویژه طی دوره آبی 96-1395 تا 402-1401 ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد دبی چاه‌ها، به‌ویژه در نواحی جنوب شرقی و مرکزی آبخوان، کاهش محسوسی داشته و هم‌زمان، ضخامت اشباع آبخوان روندی کاهشی را تجربه کرده است. آبدهی ویژه آبخوان از حدود 0/95 به حدود 0/25 کاهش یافته که بیانگر کاهش حدود ۷۴ درصدی ظرفیت ذخیره‌سازی آبخوان می باشد. همچنین، ظرفیت ویژه از حدود 0/63 به 0/43 میلیون مترمکعب در سال کاهش‌یافته که معادل کاهش حدود ۳۲ درصدی این شاخص است. در مقابل، افت ویژه از حدود 1/56 به 2/30 متر افزایش یافته که نشان‌دهنده افزایش حدود ۴۷ درصدی افت سطح ایستابی به‌ازای دبی برداشت و کاهش کارایی هیدرولیکی سیستم بهره‌برداری آبخوان است. نتایج تحلیل مساحتی پایداری کمی آبخوان در دوره آبی 402-1401 نشان می‌دهد که حدود ۳۵ درصد از مساحت آبخوان در وضعیت ناپایدار، ۴۲ درصد در وضعیت نیمه‌پایدار و تنها ۲۳ درصد در وضعیت پایدار قرار دارد. نتایج این پژوهش بیانگر تشدید ناپایداری کمی آبخوان مذکور و بازنگری در الگوی بهره‌برداری و کنترل برداشت به‌منظور حفظ بهره‌برداری پایدار از منابع آب زیرزمینی منطقه است.

کلیدواژه‌ها

Alley, W. M., Reilly, T. E., & Franke, O. L. (2016). Sustainability of groundwater resources (U.S. Geological Survey Circular 1186). U.S. Geological Survey. https://pubs.usgs.gov/circ/circ1186/
Arjmand Sharif, M., & Jafari, H. (2021). Estimation of groundwater recharge in the Mashhad–Chenaran aquifer using water table fluctuation method (MRC algorithm). Hydrogeology, 6(2), 151–168. (in Persian)
Aghanbati, A. (2004). Geology of Iran. Geological Survey of Iran. (in Persian)
Ashraf, S., Nazemi, A., & AghaKouchak, A. (2021). Anthropogenic drought dominates groundwater depletion in Iran. Scientific Reports, 11(1), 9135. https://doi.org/10.1038/s41598-021-88522-y
Fahim, E., Kamal, A. M., & Shahid, S. (2023). Spatiotemporal change in groundwater sustainability of Bangladesh and its major causes. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 37(2), 665–680. https://doi.org/10.1007/s00477-022-02224-6
Famiglietti, J. S. (2014). The global groundwater crisis. Nature Climate Change, 4(11), 945–948.https://doi.org/10.1038/nclimate2425
Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations. (2021). Groundwater governance in Iran: Challenges and opportunities. https://www.fao.org/3/cb6304en/cb6304en.pdf
Fetter, C. W. (2018). Applied hydrogeology (4th ed.). Waveland Press
Foster, I., MacDonald, A., & Pandey, V. P. (2021). Assessing groundwater sustainability under climate change and pumping scenarios in an agricultural basin. Hydrogeology Journal, 29(5), 1725–1739. https://doi.org/10.1007/s10040-021-02387-4
Fraser, C. M., Kalin, R. M., Kanjaye, M., & Uka, Z. (2020). A methodology to identify vulnerable transboundary aquifer hotspots for multi-scale groundwater management. Water International, 45(7-8), 865–883. https://doi.org/10.1080/02508060.2020.1832747
Gleeson, T., Cuthbert, M., Ferguson, G., & Perrone, D. (2020). Global groundwater sustainability, resources, and systems in the Anthropocene. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 48, 431–463. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-071719-055251
He, X., Wada, Y., Wanders, N., & Sheffield, J. (2021). A comprehensive review of specific yield in groundwater studies. Journal of Hydrology, 595, 125986. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.125986
Office of Basic Water Studies. (2018). Report on extension of restrictions. Regional Water Company of Khorasan Razavi. (in Persian)
Mohsenifard, M., Abedi-Koupai, J., & Shokri, A. (2023). Groundwater sustainability under land-use and land-cover changes. Environmental Earth Sciences, 82(6), 147. https://doi.org/10.1007/s12665-023-10824-3
Saadati, F. (2015). Estimation of specific yield (Sy) of Mashhad plain alluvial aquifer using resistivity method and assessment of its validity (Master’s thesis, Ferdowsi University of Mashhad). (in Persian)
Samani, S., Rouzbehani, R., Kavousi Heydari, A., & Kardanmoghadam, H. (2020). Framework for assessing groundwater resource sustainability using indices. Journal of Water and Sustainable Development, 7(1). (in Persian) https://doi.org/10.22067/jwsd.v7i1.80946
Samani, S., & Kardanmoghadam, H. (2021). Assessment of alluvial aquifer sustainability using groundwater footprint index. Iranian Journal of Water Resources Research, 20(1), 45–62. (in Persian) https://doi.org/10.22059/jwim.2021.323848.872
Shuvo, R. M., Chowdhury, R. R., Chakroborty, S., Das, A., Kafy, A. A., Altuwaijri, H. A., & Bahiru, T. K. (2025). Groundwater sustainability assessment and desertification susceptibility mapping in semi-arid Bangladesh using integrated remote sensing and logistic regression modeling. Applied Water Science, 15(8), 224. https://doi.org/10.1007/s13201-025-0224-0
United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization. (2022). The United Nations world water development report 2022: Groundwater: Making the invisible visible. UNESCO.
https://www.unesco.org/reports/wwdr/2022/en
Wada, Y., Lo, M.-H., Yeh, P. F., Reager, J. T., Famiglietti, J. S., Wu, R.-J., & Tseng, Y.-H. (2016). Fate of water pumped from underground and contributions to sea-level rise. Nature Climate Change, 6(8), 777–780. https://doi.org/10.1038/nclimate3001
World Bank (2020) World development indicators database. The World Bank. Bank.
https://databank.worldbank.org/source/world-development-indicators