Application of the groundwater balance equation to assess water sustainability in Dehgolan,Iran Acquifer

The Dehgolan Aquifer plays a vital role in sustaining agriculture in this semi-arid region, but increasing groundwater withdrawals are pushing it toward depletion. This study applies the Groundwater Balance Equation to assess whether current water use is sustainable, analyzing recharge rates, extraction patterns, and irrigation demands. Using remote sensing, GIS-based land classification, and hydrogeological modeling, we estimate crop-specific water needs and track groundwater depletion trends. Our findings reveal that extraction rates far exceed natural recharge, creating a significant water deficit. Climate projections indicate that declining rainfall and rising evapotranspiration will only intensify the problem. To explore possible solutions, we assess four future scenarios: Business-as-Usual (BAU), Optimized Irrigation (OI), Climate Change Impact (CC), and Aquifer Recovery (AR). The results highlight that without intervention, groundwater levels will continue to decline, putting long-term agricultural productivity at risk. However, strategies such as efficient irrigation, regulated withdrawals, and managed aquifer recharge (MAR) could help slow depletion and support sustainable water use. This study provides an application of an existing hydrological approach to assess a groundwater system, primarily based on literature data and computational analysis. The results offer insights for water managers and policymakers, supporting informed decision-making for sustainable groundwater governance in water-stressed agricultural regions.

L’Acquifero di Dehgolan svolge un ruolo fondamentale nel sostenere l’agricoltura in questa regione semi-arida, ma il crescente prelievo di acque sotterranee sta portando a un progressivo esaurimento. Questo studio applica l’equazione del bilancio idrico delle acque sotterranee per valutare la sostenibilità dell’uso attuale dell’acqua, analizzando i tassi di ricarica, i modelli di estrazione e la domanda irrigua. Utilizzando il telerilevamento, la classificazione del territorio basata su GIS e la modellazione idrogeologica, vengono stimati i fabbisogni idrici specifici per coltura e monitorati i trend di esaurimento delle falde. I risultati mostrano che i tassi di estrazione superano di gran lunga la ricarica naturale, creando un significativo deficit idrico. Le proiezioni climatiche indicano che la diminuzione delle precipitazioni e l’aumento dell’evapotraspirazione aggraveranno ulteriormente il problema. Per esplorare possibili soluzioni, vengono valutati quattro scenari futuri: Business-as-Usual (BAU), Irrigazione Ottimizzata (OI), Impatto del Cambiamento Climatico (CC) e Recupero dell’Acquifero (AR). I risultati evidenziano che, senza interventi, i livelli della falda continueranno a diminuire, mettendo a rischio la produttività agricola a lungo termine. Tuttavia, strategie come l’irrigazione efficiente, la regolamentazione dei prelievi e la ricarica controllata dell’acquifero (MAR) potrebbero contribuire a rallentare il fenomeno e favorire un utilizzo sostenibile delle risorse idriche. Questo studio fornisce un’applicazione di un approccio idrologico esistente per valutare un sistema idrico sotterraneo, basandosi principalmente su dati di letteratura e analisi computazionali. I risultati offrono spunti utili per i gestori delle risorse idriche e i decisori politici, supportando processi decisionali informati per una governance sostenibile delle acque sotterranee in regioni agricole soggette a stress idrico.