چکیده سدهای زیرزمینی از جمله سازه هایی هستند که با ذخیره آب در سطوح زیرین زمین، کارایی مطلوبی در اقلیم های خشک و نیمه خشک از خود نشان داده اند. اما مثالهایی از سدهای زیرزمینی نیز وجود دارد که به لحاظ فنی، اجتماعی و طراحی موفق نبوده اند. عدم وجود مطالعات دقیق برای محل احداث سد زیرزمینی، منجر به احداث آن در مکانی می گردد که توسط جریان زیر سطحی قابل ملاحظه ای تغذیه نمی گردد و یا آب از قسمتهای جانبی آن نشت می کند و نهایتا منجر به عدم کارایی بهینه سد می گردد. لذا یکی از مشکلات سدهای زیرزمینی بحث مکان یابی جهت احداث این سدها می باشد که باعث تحمیل هزینه و زمان زیادی بر پروژه می گردد. بدین منظور در این پژوهش، استان خراسان جنوبی به دلیل دارا بودن شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک، جهت مکانیابی و انتخاب نقاط مستعد برای احداث سد زیرزمینی، انتخاب گردید. بر این اساس، منطقه ای به وسعت km2 67/32118 از غرب این استان انتخاب و اطلاعات حاصل از مدلهای ارتفاعی رقومی منطقه، خصوصیات هیدرولوژیکی، نقشه های زمین شناسی و توپوگرافی موجود و عکس های ماهواره ای (+land sat 7 etm) در نرم افزارهایenvi 4.2 ،erdas 8.4 و gis تحلیل شده و مکانهای مستعد احداث سدزیرزمینی بصورت سنجش از دور، مورد بررسی قرار گرفته است. فاکتورهای اصلی استفاده شده جهت مکان یابی در این پژوهش شامل: شیب آبراهه، پوشش گیاهی، عرض دره، حوزه آبریز، وجود گسل، ضخامت آبرفت، فاصله از شبکه های ارتباطی، فاصله از روستاها و میزان تأثیر گذاری روی قناتهای منطقه، می باشند. با توجه به شیب آبراهه و عرض دره، در مرحله اول 44 سایت انتخاب گردید که از این تعداد تنها 8 سایت از فیلتر های ذکر شده در بالا (جهت انتخاب سایت) عبور کردند. سپس برای تایید نتایج بدست آمده، 5 سایت از 8سایت نهایی، مورد بازدید میدانی قرار گرفت که نتایج آن تاییدی بر روش نرم افزاری انجام گرفته در این پژوهش می باشد. نهایتا خصوصیات زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی یکی از این سایتها (سایت ریخان)، جهت ساخت سد زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. براین اساس با استفاده از نتایج حاصل از گمانه های اکتشافی، مشاهدات صحرایی، آزمونهای برجا و مطالعات آزمایشگاهی به بررسی وضعیت ژئوتکنیکی ساختگاه سد زیرزمینی ریخان پرداخته شد. همچنین با مطالعه وضعیت زمین شناسی مهندسی ساختگاه سد و انجام طبقه بندی مهندسی توده سنگrmr) و (gsi در محل سد مشخص شد که توده سنگهای تشکیل دهنده ساختگاه سد، از جنس مونزودیوریت پورفیری و در اندازه های بلوکی تا خیلی بلوکی می باشد. مواد پوششی تشکیل دهنده مخزن سد نیز براساس سیستم طبقه بندی متحد (uscs)، بصورت تناوبی از sm و gp– gcمی باشد.

احداث سدهای زیرزمینی از جمله فنون جدید مهندسی جهت استفاده از آبهای زیرزمینی می باشد. یکی از مهمترین مراحل در اجرای یک پروژه سد زیرزمینی مطالعات دقیق و جامع قبل از احداث سد می باشد، پس از انجام مطالعات مقدماتی و انتخاب سایت بشیران جهت احداث سد زیرزمینی، در این پژوهش شرایط و خصوصیات مختلف ساختگاه و مخزن سد زیرزمینی بشیران با استفاده از مطالعات ژئوالکتریک، زمین شناسی، زمین شناسی مهندسی و لرزه زمین ساخت مورد بررسی قرار گرفت، با توجه به مطالعات انجام شده مشخص شد که قدیمی ترین واحد های سنگی در محدوده مورد مطالعه متعلق به نهشته های کربناته دوره کرتاسه می باشد و بعد از آن توده کوارتز دیوریت می باشد که در سنگهای آهکی کرتاسه نفوذ کرده است. شیب جناح راست در محدوده مخزن در حدود 40 درجه بوده و به سمت ارتفاعات و محور سد تا 75 درجه افزایش می یابد. در جناح چپ مخزن نیز با حرکت از محور آبراهه، شیب در ابتدا 35 درجه بوده و تا 75 درجه افزایش می یابد. شیب عمومی سنگ کف به سمت شرق و شمال می باشد. ضخامت رسوبات آبرفتی در محل محور 5/5 متر بوده و با حرکت به سمت جناح راست مخزن ضخامت این رسوبات افزایش می یابد و به 10 متر می رسد، به طور میانگین ضخامت رسوبات مخزن بین 4 تا 8 متر می باشد. عمق سطح آب زیرزمینی در بستر آبرفتی مخزن به طور متوسط در عمق 3 تا 4 متری از سطح زمین قرار دارد. حجم کل مخزن 127000 متر مکعب و حجم قابل استحصال از مخزن سد زیرزمینی بشیران در حدود 15000 متر مکعب محاسبه شد. منطقه مورد مطالعه در پهنه لرزه ای با خطر خیلی زیاد قرار گرفته است. گسل آبیز با شتاب 0.642g دارای بیشترین شتاب افقی در محدوده طرح می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده مشخص شد که مخزن سد زیرزمینی بشیران از وضعیت مناسبی جهت ذخیره آب برخوردار بوده و با احداث سد زیرزمینی و آب بند نمودن پی آن، خروجی قابل توجهی جهت فرار آب زیرزمینی وجود نداشته و امکان ذخیره آب در نهشته های آبرفتی مخزن و بهره برداری از آن امکان پذیر می باشد

در گذشته، هدف اصلی مدیریت رواناب شهری جمع آوری و دفع هرچه سریع تر رواناب از سطح شهرها به کمک روشهای زهکشی به منظور جلوگیری از سیلابی شدن شهرها در خلال باران های نسبتاً بالا بوده است. از یک سو بدلیل افزایش رشد جوامع شهری و از سوی دیگر به خاطر وجود محدودیت های اقتصادی در تامین آب مطمئن و مناسب، رویکرد فرصت های استفاده از رواناب شهری به عنوان منبع غیرآشامیدنی بیشتر شناخته شده است. امروزه، ایده نصب و راه اندازی مخازن آب باران، جمع آوری، تصفیه و استفاده مجدد از رواناب به منظور تصویب طرح های توسعه شهری در نظر گرفته می شود. اگر رواناب شهری به جای در نظر گرفته شدن به عنوان فاضلاب، به منظور یک منبع آب در نظر گرفته شود، می تواند منشاء فواید بسیاری گردد. این مسئله حجم مورد تقاضای آب آشامیدنی که در حقیقت یک محصول وارداتی است، به طرز قابل توجهی در مناطق شهری کاهش خواهد داد. مدلسازی یکپارچه چرخه آب شهری می تواند یک ابزار قدرتمند در برآورد پتانسیل فعالیتهایی از قبیل بررسی مسائل مربوط به تامین آب، تولید فاضلاب و رواناب سیلاب در یک چارچوب جامع باشد. بمنظور شبیه سازی بازیافت رواناب شهری از مدل aquacycle استفاده می شود، که مدلی برای بیلان آب شهری است و در مرکز همکاری های مشترک برای هیدرولوژی حوضه ها (crc for catchment hydrology) طراحی شده و مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این بسته نرم افزاری می تواند برای ارزیابی طرحهای استفاده مجدد از فاضلاب و رواناب، مورد استفاده قرار گیرد. در تحقیق حاضر شبیه سازی سطوح آبگیر باران در مقیاس کوچک به منظور استفاده غیرآشامیدنی و همراه با سیستم آبرسانی موجود مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده مورد مطالعه محل پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور انتخاب شده است. این پژوهشکده بیش از 5/2 هکتار وسعت دارد و پوشش عمده قسمت های مختلف این پژوهشکده، مسقف با سطح شیبدار است که سهم بخش اداری در حدود 95/0 هکتار می باشد. رواناب حاصل از باران پشت بام پژوهشکده بر اساس دوره آماری 19 ساله (1992-2010) شبیه سازی و با سناریو سازی در نیاز مصارف غیر شرب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. سپس، حجم بهینه مخزن آب باران برای گزینه های مطروحه تعیین و ارزیابی گردید. در نهایت، روش های استفاده مجدد بر اساس سه شاخص پایداری (یعنی کاهش آب وارداتی، فاضلاب تولیدی و رواناب حاصل از باران) همراه سناریوی منتخب ارزیابی شدند. نتایج مدلسازی سناریوی منتخب نشان می دهد که کاهش 50 درصدی در آب وارداتی (برداشت آب زیرزمینی) را با استفاده از استحصال آب باران پشت بام پژوهشکده حاصل می شود و همچنین سبب کاهش 44% جاری شدن رواناب حاصل از باران می شود. در نهایت، حجم مخزن بهینه برای ذخیره و مصرف مجدد آب باران پشت بام اداری پژوهشکده، با احتساب 50% اعتبار حجم سنجی برابر m3 100 بدست آمد.