بخشی از مقاله
بررسي تأثيرات احداث سد باهوش بر آبخوان دشت اهرم با استفاده از مدل رياضي
چکيده :
سد باهوش در استان بوشهر و بر روي رودخانه بـاهوش (اهرم ) احـداث خواهـد گرديـد. اين سد در شهرستان تنگستان واقـع شـده است . از اهداف اصلي اجراي ســد باهوش تأمين آب جهت آبياري اراضي و نخلستان هاي دشت اهرم و توسعه کشاورزي مي باشد. اين اراضي هم اکنون توسط چاه و بند انحرافي واقع بر روي رودخانه اهرم آبياري مي گردند . هدف از اجراي اين پژوهش ، پيش بيني وضعيت آبخوان و سطح آب زيرزميني بعد از بهره برداري از سد باهوش مي باشد. جهت اين بررسي مدل رياضي آبخوان زيردست سد باهوش توسط نرم افزار (PMWIN)MODFLOW تهيه گرديد.
در حالت پايدار از اطلاعات سطح آب مهرماه ١٣٨٥ و لاگ حفاري پيزومترها استفاده گرديد و مقادير توزيع هدايت هيدروليکي کاليبره گرديد. در حالت ناپايدار مدل براي ١٢ ماه (مهرماه ١٣٨٥ تا شهريور ١٣٨٦) اجرا و توزيع ضريب ذخيره تعيين گرديد. از اطلاعات مهر ماه ١٣٨٦ تا شهريور ١٣٨٨ جهت صحت سنجي استفاده شد که صحت عملکرد مدل تأييد گرديد. با استفاده از مدل تهيه شده براي آبخوان و الگوي برنامه ريزي منابع آب سد، ميزان برداشت مجاز از آبخوان تعيين گرديد. همچنين تغييرات تراز سطح ايستابي در نقاط مختلف آبخوان و مناطق مورد نياز براي زهکشي مشخص گرديد.
واژگان کليدي : سد باهوش ، MODFLOW ، صحت سنجي
مقدمه : محدوده مورد مطالعه در حد فاصل ٠٨ ٥١ الي ١٨ ٥١ طول شرقي و ٤٨ ٢٨ الي ٥٨ ٢٨ عرض شمالي واقع شده است . پراکندگي واحدهاي زمين شناسي منطقه مورد مطالعه در نقشه شماره (١) ارائه گرديده است . با توجه به نقشه ، محدوده مورد بررسي از شرق و جنوب شرق به تاقديس هاي چاه پير و خورموج و از غرب به تاقديس مند محدود مي گردد. گسل قطر کازرون (قطعه برازجان ) در بخش شرقي منطقه واقع مي باشد.
رودخانه اهرم (باهوش ) از اتصال دو زير شاخه اصلي باهوش و شيرين شکل مي گيرد. در حال حاضر بند انحرافي اهرم آب رودخانه اهرم را به باغات و اراضي زيردست بند هدايت نموده و بخشي از آب مورد نياز اراضي را تأمين مي کند و مابقي آب مورد نياز توسط پمپاژ از چاه ها تأمين مي گردد. از اهداف اصلي اجراي ســد باهوش تأمين آب جهت آبياري اراضي و نخلستان هاي دشت اهرم و توسعه کشاورزي مي باشد. جهت اين بررسي مدل رياضي آبخوان زيردست سد باهوش توسط نرم افزار (PMWIN(MODFLOW تهيه گرديد و اثرات احداث سد بر روي آبخوان پايين دست بررسي شد.
بحث :
يکي از مراحل مهم در مدلسازي آب هاي زيرزميني ، تهيه اطلاعات ورودي و راه اندازي مدل با استفاده از داده ها و اطلاعات موجود مي باشد. اطلاعات اساسي که معمولا براي شبيه سازي يک آبخوان لازم است شامل مواردي مانند: اطلاعات سنگ کف ، بار آبي ، حدود محدوده ، ضرايب هيدروديناميک ، تبخير و تعرق ، بارندگي ، ميزان جريان هاي ورودي و خروجي و ... خواهد بود. در اين مطالعه پس از جمع آوري داده هاي مورد نياز مدل و تعيين محدوده دشت ، شبکه سه بعدي متشکل از ٣٤ ستون ، ٣٤ رديف و١ لايه تنظيم گرديد به نحوي که وسعت افقي هر سلول در شبکه٥٠٠×٥٠٠ متر و ارتفاع هر سلول برابر ضخامت آبخوان مي باشد. بر اساس نقشه هاي ايزوپتانسيل در محدوده مورد مطالعه ، مرز هاي شمالي ، شرقي و غربي به عنوان مرزهايي با بار آبي عمومي (General head boundary) و مرز جنوبي بدون جريان ( No flow) و ساير مرزها، مرز جريان (Flow) در نظر گرفته شد. در منطقه مورد مطالعه مدلسازي براي شرايط پايدار و ناپايدار انجام پذيرفت و پله هاي زماني ماهانه در نظر گرفته شد. شروع مدلسازي از مهر ماه ١٣٨٥ که اطلاعات سطح آب در ٧ پيزومتر موجود بود انتخاب گرديد. تغذيه سطحي شامل نفوذ آب برگشتي
کشاورزي ، بارندگي ، تغذيه از بستر رودخانه اهرم توسط بسته ي نرم افزاري تغذيه Recharge package شبيه سازي شد. با توجه به خصوصيات بافت زمين و گياهان کشت شده ، مقدار آب برگشتي کشاورزي و آب حاصل از بند اهرم ٢٠ درصد و مقدار بارندگي مؤثر با توجه به توپوگرافي ، نفوذ پذيري و اقليم منطقه ١٦ درصد در نظر گرفته شد. از آن جايي که عمق آب زيرزميني در آبخوان اهرم بعد از يک سال بيشتر از ٢.٥ متر بوده است ، مولفه تبخير فقط در سال اول مدل سازي مؤثر بوده است . در حال حاضر آب مورد نياز اراضي باغي و زراعي در محدوده مدلسازي توسط بند اهرم بر روي رودخانه باهوش و همچنين ٦٥٦ چاه بهره برداري و ٥ دهنه چشمه موجود تأمين مي شود. شکل (١) پراکندگي چاه و چشمه ها موجود در محدوده مدل و موقعيت بند انحرافي اهرم و شبکه تحت آبياري بند اهرم و رودخانه فصلي اهرم را نشان مي دهد. لازم به ذکر است که از آنجا که مخزن و تکيه گاه هاي سد بر روي سازندهاي غير قابل نفوذ مارني و ماسه سنگي با فاصله زياد از آبخوان زيردست قرار گرفته ، تأثيري بر آبخوان ندارد و تأثيرات ، ناشي از شبکه زيردست سد و آب برگشت حاصل از کشاورزي مي باشد.
با بررسي منحني هاي هم سطح آب زيرزميني و رسم هيدروگراف واحد دشت مهر ماه ١٣٨٥ به عنوان شرايط پايدار انتخاب شد. واسنجي مدل در شرايط ناپايدار براي مدت يک سال در فاصله زماني مهر ماه ١٣٨٥تا شهريور ١٣٨٦ انجام شده است . در اين مرحله با توجه به توزيع هدايت هيدروليکي بدست آمده از شرايط پايدار و شرايط هيدروژئولوژيکي آبخوان اقدام به منطقه بندي آبخوان به لحاظ ضريب ذخيره گرديده است . براي اطمينان بيشتر از پارامترهاي تعيين شده براي آبخوان اهرم بعد از واسنجي مدل اقدام به تعيين صحت مدل گرديده است . تعيين صحت مدل در فاصله زماني مهر ٨٦ تا شهريور ٨٨ انجام گرديده است . شکل هاي (٢) تا (٥) مقايسه بار آبي محاسباتي و مشاهده اي در پيزومتر هاي موجود طي مرحله صحت سنجي را نشان مي دهد. با توجه به نتايج بدست آمده از مراحل واسنجي و تعيين صحت مقادير K بين ٠.١ تا ٦.٥ متر در روز است که بيشترين آن در مسيل رودخانه اهرم و کمترين آن در انتها و شمال محدوده مدل سازي واقع است . ضريب S نيز وضعيتي مشابه K را به لحاظ توزيع مکاني دارا است و بين ٠.٠٢تا ٣٢ .٠ در تغيير است . واريانس شبيه سازي پيزومترها در حد مجاز مي باشد.
شکل (١) پراکندگي چاه هاي موجود در محدوده مدل نقشه
(١) : نقشه زمين شناسي منطقه مورد مطالعه
شکل (٢) : مقايسه بار آبي محاسباتي و مشاهده اي در پيزومترهاي A٣ وA٢
شکل (٣) : مقايسه بار آبي محاسباتي و مشاهده اي در پيزومتر هاي A٤ و A٩
