دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Evaluating the potential for karst development in the anticlines of the northwest of Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad provinces using GIS and a fuzzy method to determine areas susceptible to groundwater exploitation ارزیابی پتانسیل توسعه کارست در تاقدیس‌های شمال غرب استان کهگیلویه و بویراحمد با استفاده از GIS و روش فازی برای تعیین مناطق مستعد بهره برداری از آب زیرزمینی 1 24 3612 10.22077/jaaq.2025.9291.1110 FA سجاد پوراکبری دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی ، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. 0009-0007-5381-8817 نصرا.. کلانتری استاد گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران سید ساجدین موسوی گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز. ایران. 0000-0003-2794-985X عباس چرچی گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز. ایران. Journal Article 2025 04 27 The primary objective of the current study is to produce karstification potentiality maps in northwest of Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad province; Iran using Fuzzy Analytic Hierarchy Process Model (FAHP) (FAHP) as an additional tool in hydrogeological research. The study area is located in the northeast of Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad province covering 1148 km2 and is crossed by two rivers, Shah Bahram and Taghar. Geographic Information Systems (GIS) and Remote Sensing (RS) are used to create map depicting the development of the karstification, consisting of five classes, showing the karstification potentiality and ranging from very high to very low. The extractions of these maps are based on the study of input data such as: lithology, lineament density, elevation, slope, rainfall, temperature, drainage density and vegetation cover. Weights are assigned to all these factors according to their relevance to karstification potential. Eventually, map based on weighted spatial modeling system are created. The results show that the areas of feeding and discharging anticlines have the highest potential. The existing springs and dolines are located in the high potential area. The results provide significant information and the maps can be used by local authorities for groundwater exploitation, quality protection and management of karst water resources. هدف اصلی این مطالعه، تهیه نقشه‌های پتانسیل کارستی شدن در شمال غربی استان کهگیلویه و بویراحمد با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) به‌عنوان ابزاری کمکی در تحقیقات هیدروژئولوژیکی است. منطقه موردمطالعه در شمال غربی استان کهگیلویه و بویراحمد با مساحت 1148 کیلومترمربع واقع‌شده و دو رودخانه شاه بهرام و تغار از آن عبور می‌کنند. از سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش‌ازدور (RS) برای ایجاد نقشه‌ای توسعه کارستی شدن استفاده شد، که شامل پنج کلاس است و از خیلی زیاد تا خیلی کم متغیر می‌باشد. استخراج این نقشه‌ها بر اساس مطالعه داده‌های ورودی مانند: سنگ‌شناسی، تراکم خطواره‌ها، ارتفاع، شیب، بارندگی، دما، تراکم زهکشی و پوشش گیاهی انجام‌شده است. به همه این عوامل بر اساس ارتباط آن‌ها با پتانسیل کارستی شدن، وزن اختصاص داده شد، درنهایت، نقشه‌ای مبتنی بر سیستم مدل‌سازی مکانی وزن‌دار ایجاد گردید. نتایج نشان می‌دهد که مناطق تغذیه و تخلیه تاقدیس‌ها بیشترین پتانسیل کارستی شدن رادارند. چشمه‌ها و دولین‌های موجود در منطقه با پتانسیل کارستی بالا قرار دارند. نتایج، اطلاعات قابل‌توجهی ارائه می‌دهد و نقشه‌ها می‌توانند توسط مقامات محلی برای بهره‌برداری از آب‌های زیرزمینی، حفاظت از کیفیت و مدیریت منابع آب کارستی مورداستفاده قرار گیرند. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3612_d87ca511e2a8593c8039ef732f5bffed.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Analysis of Groundwater Salinity in the Caspian Sea Coasts Using Meta-Heuristic Algorithms تحلیل شوری آبهای زیرزمینی سواحل دریای خزر با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری 25 40 3805 10.22077/jaaq.2025.10220.1131 FA ابراهیم نوحانی استادیار، گروه مهندسی عمران، مرکز تحقیقات مواد و انرژی، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران. 0000-0002-2692-6253 حمیدرضا باباعلی دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خرم آباد، خرم اباد، ایران 0000-0001-9410-879X رضا دهقانی دکترای علوم ومهندسی آب، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، سازمان تحقیقات، 0009-0008-3309-2286 Journal Article 2025 10 08 Accurate estimation of groundwater salinity in the coastal areas of the Caspian Sea is of great importance due to challenges such as saltwater intrusion and spatiotemporal complexity. In this study, hybrid models based on support vector regression (SVR) combined with advanced optimization algorithms, including wavelet transform, algorithm of innovative gunner (AIG), and particle swarm optimization (PSO), were used to predict groundwater salinity in the coastal region of the Caspian Sea. The data included water quality parameters such as bicarbonate (HCO₃), sodium (Na), total hardness (TH), total dissolved solids (TDS), magnesium (Mg), potassium (K), pH, and calcium (Ca) as inputs, and electrical conductivity (EC) as the output parameter. The data were collected from monitoring wells in the region over a period from 2003 to 2023, using eight combined scenarios. To evaluate the performance of the models, correlation coefficient (R), root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), and Nash-Sutcliffe coefficient (NSE) were used. The results showed that combined scenarios in the studied models improved their performance. The evaluation metrics also indicated that the support vector regression-wavelet (SVR-Wavelet) model achieved a correlation coefficient of 0.985, RMSE of 0.206 dS/m, MAE of 0.105 dS/m, and NSE of 0.990 in the validation phase. Sensitivity analysis revealed that TDS and total hardness (TH) had the most significant impact on the prediction accuracy of the models. This study confirms the effectiveness of hybrid approaches, particularly the combination of SVR with the cultural algorithm, for sustainable management of groundwater resources in coastal areas. تخمین دقیق شوری آب‌های زیرزمینی در مناطق ساحلی دریای خزر به دلیل چالش‌های ناشی از نفوذ آب شور و پیچیدگی تغییرات مکانی-زمانی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه، از مدل‌های هیبریدی ترکیبی مبتنی بر رگرسیون بردار پشتیبان با الگوریتم‌های بهینه‌سازی پیشرفته شامل موجک ، الگوریتم تفنگدار خلاق و الگوریتم ازدحام ذرات برای پیش‌بینی شوری آب‌های زیرزمینی در منطقه ساحلی دریای خزر استفاده شد. داده‌های مورد استفاده شامل پارامترهای کیفی آب نظیرهیدروژن کربنات (HCO3)، سدیم (Na)، سختی (TH)، مواد جامد محلول در آب(TDS)، منیزیم(Mg)، پتاسیم (K)، میزان اسیدی یا بازی بودن (PH) و کلسیم(Ca) به عنوان ورودی و شوری آب (EC) به‌عنوان پارامتر خروجی طی هشت سناریو ترکیبی از سالهای 1382 تا 1402 از چاه‌ پایش منطقه بود.به منظور ارزیابی عملکرد مدلها از معیارهای ارزیابی ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین قدر مطلق خطا و ضریب نش ساتکلیف استفاده شد. نتایج نشان داد سناریو های ترکیبی در مدلهای مورد بررسی باعث بهبود عملکرد مدل می شود. همچنین نتایج حاصل از معیار ارزیابی نشان داد مدل رگرسیون بردار پشتیبان-موجک دارای ضریب همبستگی 985/0 ، ریشه میانگین مربعات خطا (ds/m) 206/0 ، میانگین قدر مطلق خطا (ds/m) 105/0 و ضریب نش ساتکلیف 990/0 در مرحله صحت سنجی برخوردار است. تحلیل حساسیت نیز نشان داد که پارامترهای مواد جامد محلول در آب و سختی آب آب زیرزمینی بیشترین تأثیر را بر دقت پیش‌بینی مدل‌ها دارند. این پژوهش اثربخشی رویکردهای هیبریدی به‌ویژه ترکیب SVR با الگوریتم تفنگدار خلاق را در مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی مناطق ساحلی تأیید می‌کند. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3805_98cac9d33aad44bb31800130e8c50b5f.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Evaluation of microbial, biological and chemical soil characteristics in the rhizosphere of pistachio and jujube trees in the orchards of Birjand plain ارزیابی ویژگی‌های میکروبی، زیستی و شیمیایی خاک در ریزوسفر درختان پسته و عناب در باغات دشت بیرجند 41 60 3831 10.22077/jaaq.2025.10603.1134 FA فرهاد آذرمی آتاجان دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. 0000-0002-6773-6528 Journal Article 2025 11 29 Despite the importance of knowing about soil properties in agricultural production, information regarding soil properties in pistachio and jujube orchards is limited. Therefore, the aim of this study is to evaluate the chemical and biological properties of the soil around the roots of pistachio and jujube trees in the orchards of Birjand plain. To determine the properties of the soil, samples were prepared from the rhizosphere of 10 pistachio and jujube orchards in the cities of Birjand and Khusf, and their various properties, including texture, EC, pH, organic matter, available potassium, bacterial population (BP), basal respiration (BR), substrate-induced respiration (SIR), and microbial biomass carbon (MBC), were determined . The results showed that the chemical and biological indices of soil including EC, pH, OC, available K, BP, BR, SIR and MBC varied in the range of 4.28-9.54 dS/m, 7.53-8.20, 0.11-0.51%, 215-340 mg/kg, 1.18×105-62.1×105 CFU/gr.soil, 0.09-0.21 mg CO₂/gr.soil.day, 0.33-1.18 mg CO₂/gr.soil.day and 0.15-1.35 mg C/100 gr.soil for pistachio trees and in the range of 5.41-11.0 dS/m, 7.50-8.2, 0.15-0.39%, 182-270 mg/kg, 0.79×104-8.40×104 CFU/gr.soil, 0.03-0.09 mg CO₂/gr.soil.day, 0.15-0.38 mg CO₂/gr.soil.day and 0.31-0.87 mg C/100 gr.soil for jujube trees, respectively. An inverse relationship between microbial activity and soil salinity is observed,. In the case of jujube, soils with higher salinity exhibited lower bacterial populations, respiration rates, and microbial biomass, highlighting the importance of managing salinity levels to maintain soil microbial health and fertility. This study highlights the significant role of organic matter in regulating soil microbial populations in the rhizospheres of pistachio and jujube trees. علیرغم اهمیت آگاهی از ویژگی‌های خاک در تولیدات کشاورزی، اطلاعات مربوط به ویژگی‌های خاک در باغ‌های پسته و عناب محدود است. هدف از این مطالعه ارزیابی ویژگی‌های شیمیایی و بیولوژیکی خاک اطراف ریشه درختان پسته و عناب در دشت بیرجند است. برای این منظور، نمونه‌های خاک از ناحیه ریزوسفر 10 باغ پسته و عناب در شهرستان‌های بیرجند و خوسف تهیه و ویژگی‌های مختلف آنها از جمله بافت، قابلیت هدایت الکتریکی (EC)، واکنش خاک (pH)، ماده آلی (OC)، پتاسیم قابل جذب (K)، جمعیت باکتریایی (BP)، تنفس پایه (BR)، تنفس برانگیخته (SIR) و کربن زیست توده میکروبی (MBC) با استفاده از روش‌های استاندارد تعیین شد. نتایج نشان داد که مقدار EC، pH، OC، K، BP، BR، SIR و MBC در ریزوسفر درختان پسته به‎ترتیب در دامنه dS/m 54/9-28/4 ، 20/8-53/7، 51/0-11/0 درصد، mg/kg 270-182 ، CFU/g.soil 105×1/62- 105×18/1، mg CO₂/g.soil.day 21/0-09/0، mg CO₂/g.soil.day 18/1-33/0 و mg C/100 g.soil 35/1-15/0 و در ریزوسفر درختان عناب به ترتیب در دامنه dS/m 0/11-41/5 ، 20/8-50/7، 39/0-15/0 درصد، mg/kg 340-215 ، CFU/g.soil 104×40/8- 104×79/0، mg CO₂/g.soil.day 09/0-03/0، mg CO₂/g.soil.day 38/0-15/0 و mg C/100 g.soil 87/0-31/0 متغیر بود. رابطه معکوس بین فعالیت میکروبی (اندازه‌گیری شده توسط BP، BR و MBC) و شوری خاک، به ویژه در ریزوسفر درختان عناب مشاهده شد. نتایج این مطالعه نقش مهم ماده آلی را در تنظیم جمعیت و فعالیت میکروبی خاک در ریزوسفر درختان پسته و عناب را نشان می‌دهد. شناخت ویژگی‌هایی مانند مقدار ماده آلی، جمعیت میکروبی، تنفس و کربن زیست‌توده، می‌تواند در مدیریت تغذیه درختان پسته و عناب کمک کند. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3831_cac8e13055d2e4f62b6322254203b293.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Structure analysis and determination of catchment area of Gonabad Salaseh Qanat تحلیل ساختمان و تعیین حوضه آبگیر قنات ثلاثه گناباد 61 76 3794 10.22077/jaaq.2025.10084.1125 FA عاطفه جعفرزاده دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. 0009-0008-8485-9184 یوسف رمضانی دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. 0000-0002-8085-9290 حجت میرانی مقدم دکترای هیدروژئولوژی، شرکت آب منطقه‌ای خراسان رضوی، مشهد، ایران. 0000-0002-2608-3719 Journal Article 2025 09 13 One of the most unique qanats in the Gonabad plain is the Salaseh Qanat. It is a qanat that has a mother well and one water bearing zone is divided into 3 branches downstream. The aim of this research is to study the structure and determine the qanat catchment boundaries. For this purpose, based on satellite images and field surveys, the path of qanat’s branches in the plain was identified and mapped. Also, using topographic maps of the region, measuring the slope of the qanat tunnel, and water level data from observation wells in the plain, the depth of the mother wells of main and subsidiary branches of the qanat was estimated, and the length of the water-bearing zone of the qanat was determined. Finally, considering the length of the qanat's water bearing zone and the water bearing zone of the surrounding qanats, the hydrogeology and hydrology upstream of the qanat, the boundaries of the qanat's catchment were determined. The qanat has three main branches and one secondary branch with a total length of 36 kilometers and 514 wells. The depth of the mother wells of main and subsidiary branches of the qanat were estimated about 135 and 116 meters, respectively. The depth of the groundwater level at the main branche’s mother well was estimated to be 131 meters and at the subsidiary branch’s mother well at about 119 meters, which indicates that the subsidiary branch has been dry for several years. یکی از منحصر به فردترین قنات‌های دشت گناباد، قنات ثلاثه است. قناتی که دارای یک مادرچاه و منطقه تره‌کار بوده و به سمت پایین دست به 3 رشته تقسیم می‌گردد. هدف این تحقیق، مطالعه ساختمان و تعیین حدود حوضه آبگیر قنات است. به این منظور بر اساس تصاویر ماهواره‌ای و پیمایش‌های صحرایی، مسیر رشته‌های قنات در دشت شناسایی و ترسیم شد. همچنین با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی منطقه، اندازه‌گیری‌ شیب کوره قنات و اطلاعات سطح آب چاه‌های مشاهده‌ای دشت، عمق مادرچاه رشته اصلی و فرعی برآورد و طول قسمت آبگون قنات برآورد گردید. در نهایت با توجه به طول بخش تره‌کار قنات و مسیر تره‌کار قنات‌های اطراف، هیدروژئولوژی و هیدرولوژی بالادست قنات، حدود حوضه آبگیر قنات تعیین شد. قنات دارای سه رشته اصلی و یک رشته فرعی به طول کلی 36 کیلومتر و 514 حلقه چاه است. عمق مادرچاه رشته اصلی و فرعی به ترتیب حدود 135 و 116 متر برآورد گردید. عمق سطح آب زیرزمینی در محل مادرچاه‌ رشته‌ اصلی 131 متر و در محل مادرچاه رشته فرعی حدود 119 متر برآورد گردید بنابراین رشته فرعی چندین سال است که خشک شده است. قسمت آبگون قنات حدود 550 متر و وسعت حوضه آبگیر آن حدود 43 کیلومترمربع برآورد گردید. با افت سطح آب زیرزمینی در دشت و کاهش طول تره‌کار قنات، آبدهی آن در آینده کاهش خواهد یافت. لذا برای جلوگیری از این موضوع، علاوه بر کنترل برداشت از منابع آب زیرزمینی و اجرای طرح های تغذیه مصنوعی آبخوان، ادامه پیشکار قنات پیشنهاد می‌گردد. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3794_916d3891a243c10fede49f9c276f1a20.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Comparative Evaluation of Machine Learning Algorithms for Groundwater Level Modeling and Prediction: A Case Study of the Shahrood Plain مقایسه عملکرد الگوریتم‌های یادگیری ماشین در مدل‌سازی و پیش‌بینی سطح آب زیرزمینی: مطالعه موردی دشت شاهرود 77 96 3807 10.22077/jaaq.2025.10441.1132 FA سینا خوشنویسان گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران 0009-0004-6261-7978 صمد امامقلی زاده گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران 0000-0002-1681-9454 محمدرضا اصلی چرندابی گروه مهندسی منابع آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران 0009-0007-3988-6098 سیده فاطمه خاکزاد گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران. 0009-0002-0424-1656 Journal Article 2025 11 08 The continuous decline of groundwater levels in arid and semi-arid regions such as the Shahrood and Bastam plains driven by excessive extraction, agricultural and industrial expansion, and climate variability, has become one of the major challenges in water resources management. This persistent decline leads to consequences such as reduced aquifer storage, land subsidence, deterioration of water quality, and threats to agricultural sustainability. Therefore, accurate prediction of groundwater levels is essential for sustainable management, planning, and policy-making. This research aims to evaluate and compare the performance of five machine learning algorithms, including XGBoost, CatBoost, Decision Tree, Support Vector Regression, and K-Nearest Neighbors for predicting groundwater levels in the Shahrood and Bastam aquifer during the period 2000–2014. The input dataset consisted of climatic variables. groundwater extraction from wells and qanats, and agricultural return flow. The models were trained using 80 percent of the data and tested on the remaining 20 percent, and their performance was assessed using MAE, RMSE, and correlation coefficient (r). The results showed that gradient boosting models outperformed the classical algorithms; CatBoost achieved the lowest error with an MAE of 1.403 m and an RMSE of 1.948 m, while XGBoost produced the highest correlation (r = 0.818). In contrast, the DT, SVR, and KNN models exhibited lower accuracy due to their limited capability in capturing nonlinear relationships. Overall, the findings suggest that boosting algorithms can serve as powerful tools for groundwater level prediction and can support decision-making related to extraction control, climate impact assessment, and sustainable aquifer management. کاهش مداوم سطح آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، از جمله دشت شاهرود و بسطام، به‌واسطه برداشت بی‌رویه، توسعه کشاورزی و صنعتی و تغییرات اقلیمی، به یکی از چالش‌های جدی مدیریت منابع آب تبدیل شده است. این افت پیوسته پیامدهایی نظیر کاهش ذخیره مخزن، فرونشست زمین، افت کیفیت آب و تهدید پایداری کشاورزی را در پی دارد. ازاین‌رو، پیش‌بینی دقیق سطح آب زیرزمینی به‌عنوان ابزار مهمی برای برنامه‌ریزی و سیاست‌گذاری مبتنی بر مدیریت پایدار ضروری است. هدف این پژوهش ارزیابی و مقایسه عملکرد پنج الگوریتم یادگیری ماشین شامل XGBoost، CatBoost، درخت تصمیم (DT)، ماشین بردار پشتیبان (SVR) و K-نزدیک‌ترین همسایه (KNN) در پیش‌بینی سطح آب زیرزمینی دشت شاهرود و بسطام طی دوره 2000 تا 2014 است. داده‌های ورودی شامل متغیرهای اقلیمی (بارش و دما)، برداشت از چاه‌ها و قنات‌ها و آب برگشتی کشاورزی بوده و مدل‌ها با نسبت 80 درصد آموزش و 20 درصد آزمون، با شاخص‌های MAE، RMSE و ضریب همبستگی (r) ارزیابی شدند. نتایج نشان داد مدل‌های تقویتی عملکرد برتری نسبت به مدل‌های کلاسیک دارند؛ به‌گونه‌ای که CatBoost با MAE برابر 1.403 متر و RMSE برابر 1.948 متر کمترین خطا و XGBoost با r برابر 0.818 بیشترین همبستگی را به دست آورد. در مقابل، مدل‌های DT، SVR و KNN به دلیل محدودیت در شناسایی روابط غیرخطی، دقت پایین‌تری داشتند. یافته‌ها نشان می‌دهد مدل‌های Boosting می‌توانند به‌عنوان ابزار کارآمدی برای پیش‌بینی تراز آب زیرزمینی و پشتیبانی از تصمیم‌سازی در کنترل برداشت، ارزیابی اثر تغییر اقلیم و برنامه‌ریزی مدیریت پایدار آبخوان مورد استفاده قرار گیرند. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3807_43a115cbd6f4788924537365be3d6012.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Quantitative Protection Zone for Water Wells: A Critical Review of Iranian Guidelines (Regulation 747) حریم حفاظت کمی چاههای آب و ارزیابی دستورالعمل ایران (ضابطه 747) در این مورد 97 126 3754 10.22077/jaaq.2025.10113.1127 FA امین احمدی استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران 0000-0002-4514-613X غلامرضا میرزاوند گروه مهندسی عمران، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران 0000-0003-3023-8805 مریم زبرجد گروه فیزیک، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران 0000-0002-6155-7764 Journal Article 2025 09 18 This study critically evaluates Regulation 747, Iran's guideline for determining the quantitative protection zone of water wells, highlighting its conceptual flaws. The regulation erroneously equates the radius of influence with the quantitative protection zone, though these are distinct concepts. To assess the regulation's methods, a well in an unconfined aquifer was simulated using Modflow under two scenarios: 1) a simplified scenario matching the regulation's assumptions, and 2) a more realistic scenario. Results showed that in the first scenario, the cone of depression never stabilized, while in the second, it stabilized after a long period; in both cases, the final radius of influence encompassed the entire aquifer. The findings reveal that misinterpretation of minor water level changes as steady-state conditions (as in Regulation 747) is incorrect for two reasons: first, protection zones must be established prior to drilling, and second, minor changes do not indicate stability. The study concludes that Regulation 747 provides an unreliable estimate of the radius of influence and that using it as a quantitative protection zone is invalid. Instead, a circular protection area is proposed, where the annual pumping volume equals a percentage of the annual recharge within that area. Thus, the safe distance between two wells should be the sum of their protection radii. هدف از این مطالعه، بررسی انتقادی ضابطه ۷۴۷ به عنوان دستورالعمل تعیین حریم کمی چاه‌های آب در ایران و بیان نقاط ضعف آن است. این ضابطه شعاع تأثیر را معادل حریم کمی در نظر گرفته است، در حالی که این دو مفهوم کاملاً متمایز هستند. برای ارزیابی روش‌های پیشنهادی در ضابطه‌ مذکور، چاهی در آبخوان آزاد با استفاده از مدل مادفلو در دو سناریو شبیه‌سازی شد: ۱) یک سناریوی ساده‌شده منطبق بر فرضیات ساده‌انگارانه ضابطه و ۲) یک سناریوی نزدیک‌تر به شرایط واقعی. نتایج نشان داد که در سناریوی اول، مخروط افت هرگز به حالت پایدار نمی‌رسد ولی در سناریوی دوم پس از مدتی طولانی پایدار می‌شود و در هر دو حالت حریم تاثیر نهایی کل آبخوان است. یافته‌ها آشکار ساخت که تلقی تغییرات ناچیز سطح آب در چاه به عنوان شرایط پایدار (همان‌گونه که در ضابطه ۷۴۷ آمده) از دو جهت نادرست است: اولاً تعیین حریم باید پیش از حفاری چاه انجام شود و ثانیاً تغییرات کم سطح آب در چاه به معنی شرایط پایدار نیست. این پژوهش نشان داد که ضابطه ۷۴۷ نه تنها برآورد قابل قبولی از شعاع تأثیر ارائه نمی‌دهد، بلکه اساساً استفاده از مفهوم «شعاع تأثیر» به عنوان «حریم کمی» فاقد اعتبار علمی است. پیشنهاد می‌شود حریم کمی هر چاه به صورت دایره‌ای حول آن در نظر گرفته شود که در آن محدوده حجم برداشت سالانه‌ی چاه با درصدی از حجم تغذیه سطحی سالانه برابر باشد. بر این اساس، فاصله مناسب بین دو چاه جمع جبری شعاع حریم کمی آن‌ها خواهد بود. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3754_2e3d2c4f33a7a1f58bc6c81cacd21e9c.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Typology of Qanat Architecture in East Azerbaijan with an Emphasis on the Qanats of Esfahlan Village, Tabriz گونه شناسی معماری قنات در آذربایجان شرقی با تاکید بر قنات‌های روستای اسفهلان تبریز 127 154 3667 10.22077/jaaq.2025.9824.1118 FA احد نژاد ابراهیمی استاد و عضو هیأت علمی گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر اسلامی تبریز، تبریز، ایران 0000-0001-6025-1942 سپیده سپهری‌آرا دانشجو کارشناسی ارشد معماری اسلامی، دانشکده معماری و شهر سازی، دانشگاه هنر اسلامی تبریز، تبریز،ایران 0009-0000-4841-3865 Journal Article 2025 07 26 The qanat, as one of the most significant traditional hydraulic systems in Iran, historically ensured water supply for settlements, agriculture, and daily needs prior to modern technologies. Despite their distinctive technical and architectural features, research on qanats remains scarce, particularly in Azerbaijan. Esfahlan village near Tabriz, known for having the largest number of qanats in the region, offers an exemplary case for investigation.This study, with an applied orientation and descriptive–analytical method, draws on library resources, field surveys, and aerial map analysis to address the question: “What is the architectural structure of qanats in Esfahlan?”Findings show that Esfahlan qanats are mainly foothill types, arranged in parallel and sequential patterns, drawing from low-yield but permanent aquifers. Architecturally, they are short, small, and relatively deep, often equipped with haranj and pools.Quantitative data indicate the presence of 32 qanats, supplying about 90% of agricultural water and irrigating nearly 170 hectares of orchards. Their average length is 1,296 meters, with mother wells reaching 37.76 meters in depth. Mean discharge is 4.78 liters per second in wet seasons and 3.64 liters in dry seasons, while the Hoseynabad qanat yields the highest flow at 25 liters per second.These results confirm the enduring role of qanats in sustaining agriculture and settlement in Esfahlan. قنات به‌عنوان یکی از مهم‌ترین سازه‌های آبی ایران تا پیش از فناوری‌های نوین، نقشی اساسی در آبرسانی شهری، روستایی و کشاورزی و نیز شکل‌گیری سکونتگاه‌ها داشته است. با وجود ویژگی‌های فنی و معماری منحصربه‌فرد قنات‌ها، مطالعات اندکی در این زمینه، به‌ویژه در آذربایجان انجام شده است. روستای اسفهلان تبریز، به‌عنوان پرقنات‌ترین روستای منطقه، نمونه‌ای شاخص برای بررسی این سازه‌ها به شمار می‌رود.این پژوهش با رویکرد کاربردی و روش توصیفی ـ تحلیلی، بر پایه مطالعات کتابخانه‌ای، برداشت‌های میدانی و تحلیل نقشه‌های هوایی، به این پرسش پاسخ می‌دهد: «ساختار معماری قنات در روستای اسفهلان چگونه بوده است؟»یافته‌ها نشان می‌دهد قنات‌های اسفهلان عمدتاً از نوع کوه‌پایه‌ای با آرایش موازی و متوالی هستند و منبع آب آن‌ها آب‌های زیرزمینی کم‌آبده و دائمی است. این قنوات از نظر ساختار کوتاه، کوچک و عمیق بوده و اغلب دارای هرنج و استخر هستند. نتایج کمی نیز نشان داد: روستا دارای ۳۲ رشته قنات است که حدود ۹۰ درصد آب کشاورزی را تأمین و حدود ۱۷۰ هکتار باغ را آبیاری می‌کنند. میانگین طول قنوات ۱۲۹۶ متر، عمق مادرچاه ۳۷٫۷۶ متر، دبی در فصل مرطوب ۴٫۷۸ لیتر بر ثانیه و در فصل خشک ۳٫۶۴ لیتر بر ثانیه برآورد شده و بیشترین آبدهی مربوط به قنات حسین‌آباد با ۲۵ لیتر بر ثانیه است. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3667_f095cedd23b99f1696fc8caecbcf257e.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Evaluation and calibration of the SEBS surface energy balance model in estimating evapotranspiration in the Ibrahim Abad plain affected by the flood water spreading of the Mehriz Miankouh-Yazd province ارزیابی و واسنجی مدل بیلان انرژی سطحی SEBS در برآورد تبخیر-تعرق دشت‌ ابراهیم آباد متأثر از پخش سیلاب میانکوه مهریز-استان یزد 155 174 3814 10.22077/jaaq.2025.10202.1130 FA جلال برخورداری استادیار پژوهشی ، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری ، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، سازمان آموزش تحقیقات و ترویج کشاورزی، یزد، ایران. 0000-0003-3348-6230 محمد حسین مختاری دانشیار، گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی ، دانشگاه یزد، یزد، ایران. هاجر پاینده دانش آموخته کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، گروه جغرافیا-بخش برنامه ریزی محیطی، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی ، دانشگاه یزد ، یزد، ایران. Journal Article 2025 10 05 Estimation of evapotranspiration is very essential as one of the effective factors in water resources and agriculture management. There are different methods for this task that are used according to the accuracy required in the estimation and the type of application. In this research, in order to evaluate the accuracy of the SEBS model in estimating actual evapotranspiration in the period 2015-2019, daily evapotranspiration maps for the Miankauh basin were prepared from 19 Landsat 8 satellite images for the Miankauh basin using Elvis software. Using meteorological station data, reference evapotranspiration was calculated daily using the FAO Penman Monteith method. After calculating the daily evapotranspiration for the model, potential evapotranspiration was used to evaluate the research results. The evaluation of the results obtained from the SEBS model with daily evapotranspiration data (Penman Monteith) was measured using four indices: correlation coefficient (R2), root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAD), and Nash-Sutcliffe (NS). The values of these three indices were calculated as 0.64, 1.8, 2.4, and 0.62, respectively, which indicates the sufficient accuracy of the SEBS model for estimating real evapotranspiration in the studied area. برآورد تبخیر و تعرق به عنوان یکی ‌از عوامل مؤثر در مدیریت منابع آب و کشاورزی بسیار ضروری است. روش‌های مختلفی برای این کار وجود دارد که به فراخور دقت مورد نیاز در برآورد و نوع کاربرد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پژوهش به منظور ارزیابی دقت مدل سبس، در برآورد تبخیر و تعرق واقعی در بازه زمانی 2015 لغایت 2019 از 19 تصویر ماهواره‌ای لندست‌8 برای حوزه میانکوه با استفاده از نرم‌افزار الویس، نقشه‌های روزانه تبخیر و تعرق برای حوزه میانکوه تهیه شد. با استفاده از داده‌های ایستگاه هواشناسی، تبخیر و تعرق مرجع از روش فائو پنمن مانتیث به صورت روزانه محاسبه شد. که بعد از محاسبه میزان تبخیر و تعرق روزانه برای مدل از تبخیر و تعرق پتانسیل برای ارزیابی نتایج تحقیق استفاده شده است. ارزیابی نتایج به دست آمده از مدل سبس با داده‌های تبخیر و تعرق روزانه (پنمن مانتیث) با استفاده از چهار شاخص ضریب همبستگی(R2)، ریشه میانگین مربعات خطا(RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا(MAD) و نش- ساتکلیف (NS) سنجیده شد که اندازه‌های این سه شاخص به ترتیب 64/0، 8/1 ،4/2 و 62/0 محاسبه شد که نشان از دقت خوب مدل سبس برای برآورد تبخیر و تعرق واقعی در منطقه مطالعه شده می باشد. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3814_c563c2c394023a07d56ad6b3eb09537a.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Investigation of the Effect of Cutoff Wall on Controlling Seawater Intrusion and Reducing Nitrate Contamination in Coastal Aquifers Using the Meshless Local Petrov–Galerkin (MLPG) Numerical Model بررسی تأثیر دیواره آب‌بند بر کنترل پیشروی آب شور و کاهش آلودگی نیترات در آبخوان‌های ساحلی با استفاده از مدل عددی بدون شبکه پترووگالرکین (MLPG) 175 198 3625 10.22077/jaaq.2025.10092.1126 FA زهرا باعزم دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. 0009-0008-0131-7102 ابوالفضل اکبرپور استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی ، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. 0000-0002-9693-1998 مصطفی یعقوب زاده دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. 0000-0002-1041-1941 سید سعید اسلامیان استاد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0002-6648-3354 حسین خزیمه نژاد دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند،ایران 0000-0002-2731-1170 Journal Article 2025 09 15 . Seawater intrusion poses an increasing threat to groundwater resources in coastal regions. Cutoff walls are widely applied to prevent the advancement of seawater wedges. The use of cutoff walls represents an effective engineering strategy for managing and mitigating nitrate contamination in coastal aquifers. The dispersion and transport of contaminants in groundwater resources can render them unusable and exacerbate drought crises in arid and semi-arid regions. Therefore, protecting groundwater resources from the intrusion and accumulation of specific pollutants is essential and necessary. In this study, the effect of a cutoff wall on controlling seawater intrusion and nitrate contamination in coastal aquifers was investigated using the Meshless Local Petrov–Galerkin (MLPG) simulation method. Five scenarios were analyzed, including a case without a cutoff wall and cutoff walls with heights of 15, 30, 45, and 60 meters, in order to evaluate their impact on seawater intrusion and nitrate transport. The results indicated that the reduction ratio of seawater increased continuously and significantly with wall height, rising from about 53.9% at 15 m to more than 82.26% at 60 m. . Cutoff walls can help maintain favorable conditions for nitrate removal by preventing seawater wedge advancement. Hence, considering the effectiveness demonstrated in this study, cutoff walls can be regarded as an efficient and practical engineering approach for reducing seawater intrusion and groundwater contamination. نفوذ آب دریا تهدیدی فزاینده برای منابع آب زیرزمینی در مناطق ساحلی است. دیوار آببند به‌طور گسترده‌ای برای جلوگیری از پیشروی گوه آب دریا استفاده می‌شود. استفاده از دیواره‌های آببند یک استراتژی مهندسی مؤثر برای مدیریت و کاهش آلودگی نیترات در آبخوان‌های ساحلی است. پخش و انتشار آلودگی در منابع آب زیرزمینی سبب غیرقابل استفاده شدن آن‌ها و تشدید بحران خشکسالی در مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌گردد. ازاین‌رو حفاظت از منابع آب زیرزمینی از ورود و کاهش میزان آلاینده‌ها مهم و ضروری است. لذا در این مطالعه به بررسی اثر دیواره آببند در کنترل پیشروی آب‌شور و آلودگی نیترات در آبخوان‌های ساحلی با استفاده از روش شبیه‌سازی بدون شبکه پترووگالرکین (MLPG) پرداخته‌شده است. در این مطالعه 5 سناریو بدون دیوار، دیواره با ارتفاع‌های 15، 30، 45 و 60 جهت ارزیابی اثر دیوار آببند بر روی پیشروی آب‌شور و کنترل پیشرفت آلودگی نیترات مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داده است که نسبت کاهش آب‌شور با افزایش ارتفاع دیواره از 15 متر تا 60 متر به‌طور پیوسته و قابل‌توجهی افزایش می‌یابد و از 53/9 درصد در ارتفاع 15 متر، به بیش از 26/82 درصد در ارتفاع 60 متر می‌رسد. میزان کل حذف نمک نیز با افزایش ارتفاع دیواره از 64/30 درصد در ارتفاع 15 متر، به 92/91 درصد در ارتفاع 60 متر افزایش می‌یابد. لذا با توجه به کارایی دیوار آببند و اثر بسزای آن در این مطالعه می‌توان دیوار آببند را به‌عنوان یک رویکرد مهندسی کارا و مناسب در کاهش نفوذ آب‌شور و آلودگی‌های آبخوان نام برد. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3625_dd7970532bfa1449085b8f43fc39a7d5.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Evaluation of surface and groundwater resources management in the Sefidrud Watershed under land use change ارزیابی سطح مدیریت منابع آب سطحی و زیرزمینی در حوضه آبریز سفید‌رود تحت تاثیر تغییرکاربری اراضی 199 236 3705 10.22077/jaaq.2025.10135.1128 FA طاهره گوهری دانشجوی دکتری ژئوفیزیک )گرانی سنجی(، دانشکده علوم زمین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه، زنجان، ایران. مصطفی نادری دانشیار هیدروژئولوژی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه، زنجان، ایران. 0000-0002-3419-5016 Journal Article 2025 09 22 Land use changes in the Sefidrud watershed over the past two decades have significantly altered patterns of water resource utilization. This study aims to quantitatively assess the level of surface and groundwater resource management in response to land use changes within the basin. To achieve this, the SWAT hydrological model was employed, and the study area was divided into 15 sub-basins. Climatic, topographic, soil, and water withdrawal data from 1995 to 2017 were utilized. The management level index was calculated by considering environmental water requirements and the volume of available water for both surface and groundwater resources. The results indicate that, under the actual scenario, eight sub-basins exhibit negative management levels for surface water, identifying them as ecological crisis zones. Additionally, three sub-basins show negative management levels for groundwater, reflecting overexploitation of aquifers. Southern and some central regions demonstrate the lowest river water availability and withdrawal, whereas northern and eastern regions show the highest volumes of accessible and extracted river water. During the study period, the Sefidrud basin experienced a decline in rangelands and forests, alongside an expansion of urban and agricultural areas. These findings suggest that land use changes have led to a relative improvement in river management, while simultaneously reducing the management level of groundwater resources. The study highlights that land use transformation redistributes available water between sources, exerting contrasting impacts on surface and groundwater resources. تغییرات کاربری اراضی در حوضه آبریز سفیدرود طی دو دهه اخیر موجب تغییرات چشم‌گیر در الگوی بهره‌برداری از منابع آب شده است. هدف این پژوهش، ارزیابی کمی سطح مدیریت منابع آب سطحی و زیرزمینی در این حوضه تحت تأثیر تغییرات کاربری اراضی است. برای این منظور، از مدل هیدرولوژیکی SWAT استفاده شده است. و منطقه مطالعاتی به ۱۵ زیرحوضه تقسیم گردید. داده‌های اقلیمی، توپوگرافی، خاک و برداشت‌های آب برای دوره ۱۹۹۵ تا ۲۰۱۷ به‌کار گرفته شد. شاخص سطح مدیریت با در نظر گرفتن نیاز زیست‌محیطی و حجم آب قابل دسترس برای منابع سطحی و زیرزمینی محاسبه گردید .نتایج نشان می‌دهد که در سناریوی واقعی، ۸ زیرحوضه دارای سطح مدیریت منفی در منابع سطحی هستند که به‌عنوان نقاط بحران اکولوژیکی شناخته می‌شوند. همچنین، در منابع زیرزمینی، ۳ زیرحوضه دارای سطح مدیریت منفی هستند که نشان‌دهنده اضافه برداشت از منابع آب زیرزمینی است. مناطق جنوبی و برخی از مناطق مرکزی کمترین میزان دسترسی و برداشت آب رودخانه را نشان می‌دهند، در حالی که مناطق شمالی و شرقی بیشترین حجم آّب در دسترس و برداشت از آب رودخانه را نشان می‌دهند حوضه سفیدرود در طی دوره مطالعاتی شاهد کاهش مراتع و جنگل‌ها و افزایش مناطق شهری و کشاورزی بوده است. این یافته‌ها نشان می‌دهند که تغییرات کاربری اراضی موجب بهبود نسبی در مدیریت رودخانه‌ها شده، در عین حال موجب کاهش سطح مدیریت منابع آب‌های زیرزمینی شده است. این مطالعه تأکید می‌کند که تغییر کاربری اراضی با تغییر توزیع آب موجود بین منابع آب، تأثیر متضادی بر منابع آب سطحی و زیرزمینی اعمال می‌کند. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3705_2cfa3753d6a524711acb5fce38eeca1a.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Definition of the concept of exploitation risk in groundwater resources for calibrating aquifer vulnerability تعریف مفهوم ریسک بهره‌برداری در منابع آب زیرزمینی به منظور واسنجی آسیب‌پذیری آبخوان 237 256 3693 10.22077/jaaq.2025.10182.1129 FA محمدرضا فرشی باانصاف گروه محیط زیست، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. مریم رفعتی گروه محیط زیست، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران . 0000-0002-4682-3323 حمید کاردان مقدم عضوء هیات علمی موسسه تحقیقات آب، تهران، ایران Journal Article 2025 10 03 In this study, the concept of exploitation risk was used to calibrate the DRASTIC vulnerability index, considering the inherent nature of vulnerability in the aquifer. The concept of risk was defined based on three parameters: nitrate concentration, water resource exploitation density, and land use changes, which were combined and prepared using a fuzzy approach. The defined concept was used to calibrate the results of the DRASTIC vulnerability index using two machine learning models. The results showed that using the risk concept for calibration was superior to using nitrate concentration due to the increased correlation, and this concept was used for calibration. The correlation between the DRASTIC vulnerability index and risk increased from 0.35 before calibration to 0.75. Based on the results obtained in the calibration stage, it was determined that the ANFIS-EO machine learning model was determined as the selected model due to the higher correlation. Parametric analysis of the vulnerability index also showed that in the DRASTIC index, 6 parameters had increased weight and consequently the rankings had increased significantly. The computational results also indicated the fact that the northern and northwestern parts of the aquifer had higher sensitivity due to the increase in nitrate concentration resulting from agricultural development and population concentration, which was clearly evident in the DRASTIC index. در این مطالعه از مفهوم ریسک در بهره‌برداری برای واسنجی شاخص آسیب‌پذیری DRASTIC با توجه به خصوصیت ذاتی بودن آسیب‌پذیری در آبخوان استفاده شد. مفهوم ریسک براساس سه پارامتر غلظت نیترات، تراکم بهره‌برداری از منابع آب و تغییرات کاربری‌اراضی تعریف شد که این عوامل با استفاده از رویکرد فازی تلفیق و تهیه شد. از مفهوم تعریف شده برای واسنجی نتایج شاخص آسیب‌پذیری DRASTIC با استفاده از 2 مدل یادگیری ماشین استفاده گردید. نتایج نشان داد که استفاده از مفهوم ریسک برای واسنجی باتوجه به افزایش میزان همبستگی نسبت به استفاده از غلظت نیترات برتری داشته و از این مفهوم برای واسنجی استفاده شد. میزان همبستگی بین شاخص آسیب‌پذیری DRASTIC و ریسک از مقدار 35/0 قبل از واسنجی به مقدار 75/0 ارتقاء یافت. براساس نتایج بدست آمده در مرحله واسنجی، مشخص شد که مدل یادگیری ماشین ANFIS-EO باتوجه به بالاتربودن میزان همبستگی به عنوان مدل منتخب تعیین شد. بررسی پارامتری شاخص آسیب‌پذیری نیز نشان داد که در شاخص DRASTIC، 6 پارامتر افزایش وزن داشته و بالتبع آن نیز رتبه‌ها بصورت محسوسی افزایش داشته است. نتایج محاسباتی نیز گویای این واقعیت بودکه بخش‌های شمال و شمالغربی آبخوان بدلیل افزایش غلظت نیترات ناشی از توسعۀ کشاورزی و تمرکز جمعیت دارای حساسیت بالاتری بوده که این موضوع در شاخص DRASTIC کاملا مشهود شد. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3693_f23d125da1e29e34c552f448610ff25f.pdf

دانشگاه بیرجند آبخوان و قنات 2588-3852 6 2 2025 11 22 Comparison of numerical models and machine learning algorithms with groundwater level prediction approach: A case study in Birjand plainComparison of numerical models and machine learning algorithms with groundwater level prediction approach: A case مقایسه مدل‌های عددی و الگوریتم‌های یادگیری ماشین با رویکرد پیش‌بینی تراز آب زیرزمینی: مطالعه‌ای موردی در دشت بیرجند 257 281 3874 10.22077/jaaq.2026.10568.1133 FA مهران ملکی نیا دانشجوی دکتری، گروه مهندسی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران. 0009-0004-2077-2224 امیرحسین جاوید استاد، گروه مهندسی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران. سیده هدی رحمتی استادیار گروه منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0003-3851-1669 علیرضا جهانگیر استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران. Journal Article 2025 11 24 با توجه به اهمیت تعیین حجم ذخایر منابع آب زیرزمینی برای مدیریت پایدار آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک، این مطالعه به بررسی رویکردهای پیش‌بینی و شبیه‌سازی تراز آب زیرزمینی با مدل‌های یادگیری ماشین (LSTM، Random Forest و مدل ترکیبی Stacking Ensemble) در مقایسه با مدل عددی MODFLOW در 17 چاه مشاهده‌ای دشت بیرجند پرداخت. داده‌های سری زمانی از مارس 2008 تا جولای 2025 (204 نمونه) با معیارهای آماری تحلیل شدند. پیش‌پردازش داده‌ها شامل نرمال‌سازی و فیلتر صاف‌سازی برای حذف نویز بود. تحلیل حساسیت با روش‌های SHAP و مونت‌کارلو چاه‌های کلیدی را شناسایی کرد. مدل Stacking Ensemble، با تلفیق خروجی‌های کالیبره‌شده MODFLOW و پیش‌بینی‌های مدل‌های یادگیری ماشین، در چاه 1 بالاترین دقت را با R²=0.9783، RMSE=0.0322 متر و MAPE=0.0017% نشان داد، در حالی که MODFLOW با R²=0.968 و RMSE=3.17 متر در چاه‌های 5، 10 و 15 خطای بیشتری داشت. نمودارهای تیلور برتری مدل استکینگ را با ضریب همبستگی 0.9783 و انحراف معیار نرمال‌شده 0.812 نسبت به LSTM (ضریب همبستگی 0.9765، انحراف معیار 0.845) و Random Forest (ضریب همبستگی 0.9398، انحراف معیار 1.344) تأیید کردند. این رویکرد ترکیبی نیاز به داده‌های ورودی گسترده را کاهش می‌دهد، دقت پیش‌بینی را در آبخوان‌های ناهمگن با افت سالانه 40-60 سانتی‌متر بهبود می‌بخشد، و ابزاری کارآمد برای مدیریت پایدار منابع آب در دشت بیرجند و مناطق مشابه با شرایط هیدرولوژیکی پیچیده فراهم می‌کند. با توجه به اهمیت تعیین حجم ذخایر منابع آب زیرزمینی برای مدیریت پایدار آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک، این مطالعه به بررسی رویکردهای پیش‌بینی و شبیه‌سازی تراز آب زیرزمینی با مدل‌های یادگیری ماشین (LSTM، Random Forest و مدل ترکیبی Stacking Ensemble) در مقایسه با مدل عددی MODFLOW در 17 چاه مشاهده‌ای دشت بیرجند پرداخت. داده‌های سری زمانی از مارس 2008 تا جولای 2025 (204 نمونه) با معیارهای آماری تحلیل شدند. پیش‌پردازش داده‌ها شامل نرمال‌سازی و فیلتر صاف‌سازی برای حذف نویز بود. تحلیل حساسیت با روش‌های SHAP و مونت‌کارلو چاه‌های کلیدی را شناسایی کرد. مدل Stacking Ensemble، با تلفیق خروجی‌های کالیبره‌شده MODFLOW و پیش‌بینی‌های مدل‌های یادگیری ماشین، در چاه 1 بالاترین دقت را با R²=0.9783، RMSE=0.0322 متر و MAPE=0.0017% نشان داد، در حالی که MODFLOW با R²=0.968 و RMSE=3.17 متر در چاه‌های 5، 10 و 15 خطای بیشتری داشت. نمودارهای تیلور برتری مدل استکینگ را با ضریب همبستگی 0.9783 و انحراف معیار نرمال‌شده 0.812 نسبت به LSTM (ضریب همبستگی 0.9765، انحراف معیار 0.845) و Random Forest (ضریب همبستگی 0.9398، انحراف معیار 1.344) تأیید کردند. این رویکرد ترکیبی نیاز به داده‌های ورودی گسترده را کاهش می‌دهد، دقت پیش‌بینی را در آبخوان‌های ناهمگن با افت سالانه 40-60 سانتی‌متر بهبود می‌بخشد، و ابزاری کارآمد برای مدیریت پایدار منابع آب در دشت بیرجند و مناطق مشابه با شرایط هیدرولوژیکی پیچیده فراهم می‌کند. https://jaaq.birjand.ac.ir/article_3874_2ed80f6311c1825feb854d78fa969d34.pdf