با همکاری انجمن هیدرولیک ایران

برآورد تغییرات ذخیره آب زیرزمینی در حوضه آبریز سفیدرود و آبخوان زنجان با تلفیق داده‌های گریس و مؤلفه‌های مدل هیدرولوژیکی محلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو دکتری ژئوفیزیک، دانشکده علوم زمین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، زنجان، ایران.

2 دانشیار، دانشکده علوم زمین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، ایران.

10.22077/jaaq.2026.11810.1154
چکیده
در این پژوهش، حوضه آبریز سفیدرود در شمال‌غرب ایران به‌عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شد. داده‌های ماهانه ماهواره GRACE با تفکیک‌پذیری مکانی ۰.۵ درجه به‌کار گرفته شد، اما به دلیل تفکیک‌پذیری پایین، استفاده مستقیم آن در مقیاس آبخوان دشوار است. پس از محاسبه تغییرات ماهانه و ساخت سری زمانی تجمعی، این داده‌ها با مؤلفه‌های بیلان آبی حاصل از مدل کالیبره‌شده SWAT (تغذیه آب زیرزمینی، رواناب و رطوبت خاک) تلفیق شدند. ابتدا رابطه‌ای بین مقادیر تجمعی تغییرات ذخیره آب و تغذیه خالص برای هر سلول GRACE برقرار شد، سپس تغییرات ذخیره آب در مناطق فاقد آبخوان برآورد و در نهایت تغییرات ذخیره آب زیرزمینی برای آبخوان زنجان ریزمقیاس‌سازی شد. نتایج نشان داد روش ریزمقیاس‌سازی نمایی توانایی بالایی در بازسازی تغییرات تجمعی ذخیره آب زیرزمینی دارد؛ در ۳۶ از ۴۲ سلول GRACE، ضریب تعیین بیش از ۰.۹۷ و در بخش قابل‌توجهی بیش از ۰.۹۹ بود. اعتبارسنجی با داده‌های ۶۶ چاه پیزومتری در آبخوان زنجان، ضریب تعیین ۰.۸۴۶ را نشان داد که عملکرد مناسب روش را تأیید می‌کند. این روش به دلیل تکیه بر خطی‌بودن معادلات بیلان منابع آب، ابزاری کارآمد برای پایش و مدیریت منابع آب زیرزمینی در حوضه‌های کم‌داده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Groundwater Storage Change Estimation in the Sefidrud River Basin and Zanjan Aquifer via Integration of GRACE Satellite Data and Local Hydrological Model Components

نویسندگان English

Tahereh Gohari 1
Mostafa Naderi 2
1 1. PhD student, Geophysics, Department of Earth Sciences, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), Zanjan, 45137-66731, Iran.
2 2. Department of Earth Sciences, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), Zanjan, 45137-66731, Iran.
چکیده English

In this study, the Sefidrud River Basin in northwestern Iran was selected as the study area. Monthly GRACE satellite data with a spatial resolution of 0.5 degrees were employed; however, due to their coarse resolution, direct application at the aquifer scale is challenging. After computing monthly variations and constructing the cumulative time series, these data were integrated with water balance components derived from a calibrated SWAT model, including groundwater recharge, runoff, and soil moisture. First, a relationship was established between the cumulative values of water storage change and net recharge for each GRACE cell. Water storage changes were then estimated for areas lacking aquifers, and finally, groundwater storage changes were downscaled for the Zanjan aquifer. The results indicated that the exponential downscaling method exhibits strong capability in reconstructing cumulative groundwater storage changes; the coefficient of determination exceeded 0.97 in 36 out of 42 GRACE cells, and exceeded 0.99 in a substantial portion of them. Validation using data from 66 piezometric wells in the Zanjan aquifer yielded a coefficient of determination of 0.846, confirming the method's satisfactory performance. Owing to its reliance on the linearity of the water resources balance equations, this method serves as an effective tool for monitoring and managing groundwater resources in data-scarce basins.

کلیدواژه‌ها English

Groundwater Storage
Downscaling
SWAT Model
Sefidrud River Basin
Zanjan Aquifer