بخشی از مقاله
بیلان آب
منظور از برقراری بیلان در یک دشت، بررسی و برآورد پارامترهای ورودی به حوضه و خروجی از آن و نهایتاً برآورد مقدار مصرف و پتانسیل ذخیره آب در آبخوان است. در این گزارش با توجه به آمارهای موجود و شرایط محدوده دشت مورد مطالعه، پارامترهای مورد نظر به تفکیک مورد ارزیابی قرار گرفته است.
عوامل تغذیه کننده آبخوان
حجم آب نفوذی از بارندگی (QP)
برای محاسبه مقدار نفوذ از حجم بارندگی حاصله در حوضه و با توجه به اطلاعات هواشناسی موجود (طبق جدول شماره 1)، بعد از محاسبه پارامترهای موجود در جدول، با استفاده از روابط اصول هیدرولوژی میزان روان آب حاصله را محاسبه و از کسر روان آب از بارندگی مفید سالانه مقدار نفوذ به سطح سفره آب زیرزمینی بدست می آید.
جدول 1- نتایج محاسبه بارندگی ماهانه و سالانه در ایستگاه کلیماتولوژی در یک سال آبی
مهر آبان آذر دی بهمن اسفند فروردین اردی بهشت خرداد تیر امرداد شهریور سالانه ماه
پارامتر
101 82 74 141 122 83 97 23 61 42 18 15 859 بارندگی (mm )
71 51 36 35 31 53 51 81 124 150 164 105 994 تبخیر و تعریق پتانسیل (mm)
32 69 107 150 150 150 150 97 0 0 0 0 - رطوبت خاک (mm)
53- 97- تغییرات ذخیره آب و خاک
74 99 40 53 49 بارندگی مفید (mm)
73 51 38 34 30 50 49 81 123 144 23 20 716 تبخیر واقعی (mm)
بر اساس جدول مذکور و با توجه به مساحت حوضه آبریز که معادل 2360 کیلومتر مربع می باشد، حجم بارندگی سالانه در دوره فوق طبق روابط ذیل محاسبه و دبی آب نفوذ یافته به سفره را بدست می آوریم:
P=E=R+I
P=0/1031 *2550*1000000=2.629.050.000m3
E = 0/716*2550*1000000=1.825.800.000m3
R = C.P.A
بعد از محاسبه حجم کل بارندگی و تبخیر واقعی برای محاسبه مقدار روانآب ناشی از این حجم بارندگی زیاد، با داشتن ضریب روانآب می توان حجم روانآب را محاسبه کرد. ضریب روانآب هر منطقه به بافت زمین شناسی، توپوگرافی زمین و شیب منطقه و چندین عوامل دیگر بستگی دارد. در منطقه مذکور با در نظر گرفتن جنس خاک (از جنس خاک شنی لومی، رسی سنگین و ...) و نوع پوشش مرتعی و جنگلی و شیب توپوگرافی در حدود 5 تا 10 درصد و با استفاده از جدول ضریب
روانآب از کتاب اصول هیدرولوژی کاربردی، ضریب C را حدود 27 درصد در نظر می گیریم، پس خواهیم داشت:
R= 0.27*1/031*100000=709843500m3
I = P – E – R = 93.406.500 m3
حجم جریان زیرزمینی ورودی به محدوده بیلان (Qin )
طبق نقشه پیزومتریک ترسیم شده در دشت، 1 مقطع ورودی ج
ریان آب زیرزمینی وجود دارد که از محدوده ی شمالی وارد محدوده بیلان می شوند، بر روی نقشه پیزومتریک خطوط جریان را عمود بر خطوط هم پتانسیل رسم کرده و در مقاطع ورودی شبکه هایی را که از برخورد خطوط مذکور تشکیل شده اند را در نظر گرفته و پس از اعمال رابطه ذیل در هر شبکه، با جمع دبیهای بدست آمده ، دبی کل ورودی از هر مقطع بدست می آید.
Q = T . I . L . t
Q = دبی جریان ورودی (MCM)
T = قابلیت انتقال (متر مربع بر روز)
I = شیب هیدرولیکی
L = طول مقطع (متر)
T = زمان (روز)
محاسبه ورودی مقطع شمالی
رابطه فوق را برای هر شبکه اعمال و جمع جبری آنها را برای محاسبه دبی ورودی کل بدست می آوریم.
حجم آب نفوذی از آبیاری مزروعی و باغات کشاورزی (ASW)
برای محاسبه حجم آب نفوذی به آبخوان از طریق آبیاری کشاورزی، ابتدا با استفاده از روش تورنت ویت آب مورد نیاز گیاه را با توجه به نوع محصولات موجود و سطح زیر کشت آنها برآورد کرده و با استفاده از روابط موجود، کل آب مصرفی و سپس دبی نفوذ ناشی از آبیاری کشاورزی را محاسبه می کنیم.
جدول 2- درجه حرارت متوسط ماهانه در یکسال آبی
شهریور امرداد تیر خرداد اردی
بهشت فروردین اسفند بهمن دی آذر آبان مهر ماه
پارامتر
42 40 39 41 35 27 25 26 26 31 31 36 دما (C)
Im = شاخص حرارتی ماهیانه
Tm = متوسط ماهیانه درجه حرارت
محاسبات انجام شده طبق رابطه فوق به شرح ذیل است :
جدول 3- شاخص حرارتی ماهیانه
شهریور امرداد تیر خرداد اردی
بهشت فروردین اسفند بهمن دی آذر آبان مهر ماه
پارامتر
98/233 53/28 53/28 68/26 88/18 21/14 05/12 05/12 21/14 96/14 28/17 07/18 Im
در ادامه برای بدست آوردن تبخیر و تعرض پتانسیل، نیاز به محاسبه توان a در رابطه ذیل داریم، لذا خواهیم داشت:
ETP = تبخیر و تعرق پتانسیل ماهانه (mm)
I = شاخص حرارتی سالیانه
Tm = متوسط ماهیانه درجه حرارت
a = ضریب = 11/9
جدول 4 – تبخیر و تعرق پتانسیل ماهیانه
شهریور امرداد تیر خرداد اردی
بهشت فروردین اسفند بهمن دی آذر آبان مهر ماه
پارامتر
8/7561 8/7561 8/7561 77/5043 13/627 07/113 81/41 81/41 07/113 98/153 91/336 59/481 ETP
به دلیل اینکه تعداد ساعات روشنایی در روزهای مختلف سال برابر نیست از ضریب Nm برای محاسبه آب مورد نیاز واقعی گیاه استفاده می کنیم (برای هر منطقه عرض جغرافیایی را در نظر می گیریم)
جدول 5- تبخیر واقعی و تعرض واقعی (آب مورد نیاز گیاه) ماهیانه
شهریور امرداد تیر خرداد اردی
بهشت فروردین اسفند بهمن دی آذر آبان مهر ماه
پارامتر
272/7864 924/8922 486/9603 71/6304 641/777 508/125 064/43 702/34 979/94 724/124 535/304 326/426 ETO(mm)
بعد از بدست آوردن پارامترهای فوق با توجه به نوع محصول و میزان سطح زیر کشت، جدول ذیل را تهیه کرده و سپس با محاسبه آب مورد نیاز خالص (با توجه به سطح زیر کشت و ضریب گیاهی هر محصول) و در نظر گرفتن راندمان آبیاری ( با توجه به نوع شبکه آبیاری که بصورت تحت فشار می باشد 70% در نظر گرفته می شود) آب مورد نیاز ناخالص را محاسبه و طبق برآورد تجربی، حدود 20% از آب مورد نیاز ناخالص به سفره آب زیرزمینی نفوذ می کند.
حجم آب نفوذی از مصارف شهری (Qmi)
با توجه به اطلاعات موجود در مورد جمعیت شهری و مصرف روزانه هر نفر (L/day 250) و در نظر گرفتن این مطالب که 80% مصارف شهری به صورت فاضلاب به آبخوان باز می گردند، می توان حجم آب نفوذی به سفره را برآورد کرد.
آب برگشتی به سفره
(متر مکعب در سال) مصرف سالیانه کل (متر مکعب در سال) سرانه مصرف روزانه
(لیتر در روز) جمعیت هر شهر تعداد شهر
4380000 5475000 250 11500 16
عوامل تخلیه کننده آبخوان
حجم جریان زیرزمینی خروجی به محدوده بیلان (Qout)
محاسبه حجم جریان خروجی همانند جریان ورودی می باشد. از محدوده مطالعاتی فقط یک مقطع خروجی مقداری از حجم سفره آب زیرزمینی را از سمت غرب دشت خارج می کند.
حجم آب تبخیر شده از طریق سفره آب زیرزمینی (Qe)
با توجه به نقشه هم عمق تهیه شده می توان با در نظر گرفتن عمق سطح آب زیرزمینی، مناطقی را که دارای سطح آب به عمقهای کمتر از 5/3 متر می باشد را بعنوان مناطق تبخیری مشخص کرد. در محدوده، مطالعاتی در اطراف دریاچه سطح آب دچار بالاآمدگی شده است و از عمق 75/3 تا 3/0 متری از سطح زمین، نقشه منطقه هم تبخیر تهیه شده است. نتایج محاسبات برای یک سال آب به شرح ذیل می باشد (لازم به ذکرست محاسبات با در نظر گرفتن درصد تبخیر از طشت و تبخیر واقعی برآورد گردیده است).
E = حجم تبخیر بین دو منحنی (m3)
H = ارتفاع تبخیر (درصد تبخیر × ارتفاع تبخیر از طشت)
A = مساحت بین دو منحنی (m2)
حجم آب خارج شده از طریق چاه، چشمه و قنات (Qw)
با توجه به پتانسیل موجود در منطقه جهت مصارف شرب، کشاورزی و صنعت از چاه، چشمه و قنات بهره برداری می شود، لذا با در نظر گرفتن منابع آب مصرفی، حجم آب تخلیه شده از آبخوان در یک سال آبی به شرح جدول ذیل می باشد:
ردیف چاه چشمه قنات
1 تعداد تخلیه (MCM) تعداد تخلیه (MCM) تعداد تخلیه (MCM)
2 38 9.918.720 22 4.730.400 23 6.244.128
جمع (MCM) 20.893.248
لازم به ذکر است که تعداد38 حلقه چاه موجود در طول یک سال آبی 4200 ساعت فعال بوده اند، که در محاسبه دبی تخلیه چاه منظور گردیده است.
