ارزیابی روند کاهش ذخیره آب زیرزمینی در آبخوان تهران با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و تحلیل‌های آماری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

ارزیابی کمی روند بلندمدت تغییرات ذخیره آب زیرزمینی در آبخوان تهران با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و تحلیل‌های آماری طی دوره ۲۰۰۳ تا ۲۰۲۳ انجام شد.  آنومالی ذخیره آب زیرزمینی (GWSA) از تفاضل آنومالی ذخیره کل آب زیرزمینی (TWSA) مشتق‌شده از مأموریت GRACE/GRACE-FO  و مؤلفه‌های سطحی مدل GLDAS محاسبه گردید. برای تحلیل روند، از رگرسیون خطی حداقل مربعات، آزمون ناپارامتری منکندال برای بررسی معناداری روند، و برآوردگر شیب سن برای تخمین مقدار شیب روند استفاده شد.نتایج، وجود یک روند نزولی شدید و با اطمینان آماری بسیار بالا را در سری زمانی GWSA نشان می‌دهد. تحلیل رگرسیون خطی نرخ کاهش سالانه‌ای معادل ۲٫۲۸- سانتی‌متر در سال  و یک افت تجمعی حدود ۴۷٫۸۵ سانتی‌متر را در طول دوره مطالعه برآورد کرد. آزمون منکندال با آماره Z معادل ۱۹٫۲۸-  و p-value  درحد صفر ، وجود روند یکنواخت کاهشی را در سطح اطمینان ۰٫۹۹ تأیید نمود.برآوردگر شیب سن، شیبی معادل ۲٫۲۶- سانتی‌متر بر سال را نشان داد که همخوانی بسیار نزدیکی با برآورد رگرسیون خطی داشته و حکایت از واقعی و ساختاری بودن روند، مستقل از نقاط پرت دارد. یافته‌ها به‌طور قاطع بیانگر تخلیه مستمر و شتابان آبخوان تهران در دو دهه گذشته است. این روند خطی پایدار، نشان دهنده عدم تعادل در بیلان هیدرولوژیک است و وضعیت بحرانی ذخایر آب زیرزمینی این استان را آشکار می‌سازد. این مطالعه بر ضرورت فوری بازنگری در سیاست‌های مدیریت منابع آب، کنترل برداشت و تعیین حقابه‌های پایه برای مهار این روند نزولی و جلوگیری از عواقب جبران‌ناپذیری مانند فرونشست زمین تاکید دارد.

کلیدواژه‌ها


  1. منابع

    1. Rafiei, M., & Zarei Teymouri, M. (2023). Relationship between groundwater quality and precipitation in Saveh Plain from 2017 to 2019. Journal of Hydrology and Environment, 11(1). https://doi.org/10.22037/jhf.v11i1.42590. [In Persian]
    2. Faraji, Z., Kaviani, A., & Ashrafzadeh, A. (2017). Assessment of GRACE satellite data for estimating the groundwater level changes in Qazvin province. Iranian Journal of Ecohydrology, 4(2), 463–476. https://doi.org/10.22059/ije.2017.61482. [In Persian]
    3. Noboui, S. N., & Alizadeh, A. (2020). Evaluation of groundwater resources using satellite gravity data: A case study of Khorasan Razavi Province. Journal of Geographical Research, 14(3), 11-8. https://doi.org/20.1001.1.20087942.1399.14.3.11.8. [In Persian]
    4. Mann, H.B., 1945, Nonparametric tests against trend, Econometrica, 13: 245-259
    5. Hedayat, S., Ebrahimi Khoshfi, M., Omidvar, K., & Sharifi Pichon, M. (2023). Investigating the factors affecting changes in surface and groundwater resources using satellite products: A case study of Kabul, Afghanistan. Journal of Water and Soil Dynamics, 11(1), 2312-1291. https://doi.org/10.22067/jwsd.v11i1.2312-1291. [In Persian]
    6. Bazian, S., & Emadi, S. R. (2024). Assessment of underground water resources in western Iran using GRACE and GRACE‑FO satellite observations from 2002 to 2021. Hydrophysics, 9(2), 81-88. https://doi.org/10.1001/1.24767131.1402.9.2.7.4. [In Persian]
    7. Issazadeh, V., & Argany, M. (2021). Changes in water surface of aquifers using GRACE satellite data in the Google Earth Engine: A study of the Urmia Lake Watershed from 2002 to 2017. Journal of Town & Country Planning, 13(1), 193-214. https://doi.org/10.22059/jtcp.2020.304748.670127. [In Persian]
    8. Badkoubeh-Hazaveh, M., Najarchi, M., Jalali, M. R., Mazaheri, H., & Shabankolayi, S. (2024). Predicting variations in groundwater equivalent thickness using satellite data and a combination of optimization algorithms and artificial intelligence. Iranian Journal of Soil and Water Research, 55(4), 569-586. https://doi.org/10.22059/ijswr.2024.367628.669601. [In Persian]
    9. Safaei, V., Zarrin, A., Mosaedi, A., & Dadashi‑Roudbari, A. (2025). Intensifying droughts and their relationship with temperature and precipitation extremes in Iran. Theoretical and Applied Climatology, 1-20. https://doi.org/10.1007/s00704-025-05663-0. [In Persian]
    10. Hassler, B., & Lauer, A. (2021). Comparison of reanalysis and observational precipitation datasets including ERA5 and WFDE5. Atmosphere, 12(11), 1462. https://doi.org/10.3390/atmos12111462
    11. Wiese, D. N., Yuan, D.-N., Boening, C., Landerer, F. W., & Watkins, M. M. (2023). JPL GRACE and GRACE-FO Mascon Ocean, Ice, and Hydrology Equivalent Water Height JPL RL06.3Mv04 (Version RL06.3Mv04). PO.DAAC. https://doi.org/10.5067/TEMSC-3MJ634

    Kendall, M.G., 1970, Rank Correlation Methods, 2nd Ed., New York: Hafner