Challenges of Catchment Water Balance Calculations, Case Study: Kol-Mehran and Helleh Catchment

Document Type : Technical paper

10.22067/jwsd.v7i2.84260

Abstract

In Iran with an arid and semi-arid climate, the optimal use of water resources is a necessity. Due to the increasing population on the one hand and the reduction of groundwater resources on the other hand, quantitative assessment and calculation of the water balance of catchments are of great importance. Water balance reports are one of the most prominent study projects in water resources management in the country. Despite the importance of these studies, there are some issues in the process of preparation of water balances that may lead to errors. The purpose of this study is to evaluate water catchment balance calculations and identify the factors that cause the most uncertainty and error in these calculations. In general, the estimation of the water balance will be reliable, by reducing accidental and systematic uncertainties. These improvements can be achieved through the creation of a reliable data bank and turning it into an effective tool for balance assessment, as well as creating an adequate hydrogeology and hydrology knowledge of the study area, sufficient knowledge of the boundary conditions, an appropriate spatial and temporal resolution of the area, and accurate calculation of the input components such as rainfall, recharge, evaporation, irrigation status, and infiltration coefficients, etc.

Keywords

• Watershed balance challenge
• Accidental uncertainty
• Systematic uncertainty

---

References

شرکت مهندسین مشاور فارساب صنعت. 1395 الف. انجام مطالعات بهنگام‌سازی بیلان منابع آب محدوده‌های مطالعاتی حوضه‌آبریز حله و مسیل‌های کوچک دو طرف آن منتهی به سال آبی 90-1389.
شرکت مهندسین مشاور فارساب صنعت. 1395ب. انجام مطالعات بهنگام‌سازی بیلان منابع آب محدوده‌های مطالعاتی حوضه‌آبریز رودخانه‌های کل- مهران و جزایر خلیج‌فارس منتهی به سال آبی 90-1389.
اندیشکده تدبیر آب ایران. 1391. پایداری منابع آب زیرزمینی: مطالعه موردی دشت رفسنجان با تأکید بر بررسی منابع عدم‌قطعیت در محاسبات بیلان آب زیرزمینی. اتاق بازرگانی، صنایع، معادن و کشاورزی استان کرمان.
شفیعی، م.، قهرمان، ب. و ثقفیان، ب. 1398. مروری بر مفاهیم مدلسازی هیدرولوژی: بخش دوم، مبانی تحلیل عدم‌قطعیت. نشریه آب و توسعه پایدار، 6(1): 35-40.
شفیعی، م.، مجیدی، م.، جودوی، ع.، سلیمانیها، س. و پشتوان، ح. 1398. پیش‌درآمدی بر سپمپوزیوم ملی مسائل حل نشده بیلان آب کشور: لزوم مشارکت و هم‌افزایی در علاج‌بخشی مهم‌ترین مولفه برنامه‌ریزی منابع آب ایران. نشریه آب و توسعه پایدار، 6(2): 83-86.
علیزاده، امین. 1390. اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ سی و سوم، مشهد: انتشارات آستان قدس رضوی.
Eder G., Nachtnebel P., and Sivapalan M. 2005. Water balance modeling with fuzzy parameterizations: application to an Alpine catchment. John Wiley & Sons Ltd, Chichester, UK. 125-146.
Faybishenko B. 2010. Fuzzy-probabilistic calculations of water-balance uncertainty. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 24(6): 939-952.
European Union (EU). 2015. Guidance document on the applicationof water balances for supporting the implementation of the WFD (P.126). Technical Report - 2015 – 090. ISBN 978-92-79-52021-1 doi: 10.2779/352735.
Tuinhof A., Foster S., Kemper K., Garduno H., Nanni M. 2006. Groundwater Monitoring Requirements - for managing aquifer response and quality threats. 10.13140/RG.2.1.4530.9529.
Kiang J. E. 2002. Water balance investigations of groundwater depletion in Asia: information needs and uncertainty analysis. Thesis (Ph. D.)-Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Civil and Environmental Engineering.
Ordens C. M., Werner A. D., Post V. E. A., Hutson J. L., Simmons C. T., and Irvine B. M. 2011. Groundwater recharge to a sedimentary aquifer in the topographically closed Uley South basin, South Australia, Hydrogeology journal, 20(1): 61–72.
Rockhold M. L., Wachler S. R., Saunders D. L., Clayton R. E., and Strickland C. E. 2009. Soil Water Balance and Recharge Monitoring at the Hanford Site: FY09 Status Report, Rep., PNNL-18807, Pac. Northwest Natl. Lab., Richland, Wash.
Samani S, Moghaddam A. A, and Ye M. 2018. Investigating the effect of complexity on groundwater flow modeling uncertainty. Stochastic environmental research and risk assessment, 32: 643-659. https://doi.org/10.1007/s00477-017-1436-6.
Todd K. D. and Mays L. W. 2004. Groundwater Hydrology, 3rd ed. John Wiley & Sons, New York, USA.
Zhang X. 2002. Linking water balance to irrigation scheduling: A case study in the piedmont of Mount Taihang. Regional Water and Soil Assessment for Managing Sustainable Agriculture in China and Australia, ACIAR Monograph No. 84, 57–69.