بخشی از مقاله
چکیده
دشت سرزه رضوان، از مهمترین دشت های استان هرمزگان از لحاظ کشاورزی و کیفیت آب بوده که در دو دهه اخیر مورد بهرهبرداری شدید قرار گرفته و کشاورزی منطقه را در معرض خطر گذاشته و سبب شده که مدیریت بهرهبرداری آبخوان از ضرورت بیشتری برخوردار گردد. تعیین مناطق ضعف و قوت آبخوان لازمه مدیریت بهره برداری پایدار از آبخوان است. در این راستا مناطق ضعف و قوت آبخوان دشت سرزه رضوان مشخص گردید. بدین منظور آبخوان این دشت با مدل ریاضی MODFLOW شبیهسازی گردیده و نقشه های همافت آبخوان با دقت بالایی تهیه گردید.
برای واسنجی مدل در شرایط غیرماندگار، از آمار سطح آب طی سالهای 1378-1387 و به منظور ارزیابی صحت مدل از آمار تراز آب سال 1388 استفاده گردید. نتایج حاصل از صحت سنجی، صحت مدل را به اثبات رساند. با استفاده از منحنیهای هم افت بدست آمده میزان افت هر نقطه از آبخوان در هر گام زمانی بدست آمد و مشخص شد که بطور کلی افت آبخوان از شرق به غرب و از جنوب به شمال افزایش مییابد و سرانجام دو پهنه زیر تعیین گردید: بیشترین میزان افت آبخوان از سال 1378 تا 1387، حدود 9 متر در گستره شمال غربی دشت یعنی اطراف روستای رضوان است که به عنوان منطقه ضعف آبخوان شناخته شده و دارای پتانسیل برداشت اندکی میباشد.
کمترین میزان افت مربوط به گستره شرقی آبخوان بوده که به عنوان پهنه برخوردار از قابلیت بالای آبخوان شناخته شده و میتوان میزان برداشت را افزایش داد . بر اساس نتایج حاصل، پیشنهاد میشود که از برداشت چاههای کشاورزی اطراف روستای رضوان 60 - درصد مساحت آبخوان واقع در سمت غرب آبخوان - حدود 30 درصد کاسته شده و به برداشت مناطق شرقی 20 - درصد مساحت آبخوان - فقط حدود 20 درصد افزوده گردد و برداشت گستره مرکزی 20 - درصد مساحت آبخوان - تغییر نکند. نتیجه این تغییرات، کاهش فشار به گستره با پتانسیل برداشت پایین و افزایش برداشت گستره با پتانسیل برداشت بالا است.
-1 مقدمه
یکی از مهمترین دغدغههای امروزه در بسیاری از کشورهای جهان به خصوص کشورهای خاورمیانه، تأمین آب در راستای تداوم توسعه پایدار میباشد. آب برای بسیاری از جنبههای توسعهی اقتصادی و اجتماعی، مصارف کشاورزی، شهری، صنعتی و تولید برق آبی ضروری و مؤلفهی مهمی از محیط زیست محسوب میگردد و به عنوان یکی از با ارزشترین منابع طبیعی و مهمترین مسئله و چالش در قرن حاضر خواهد بود - بارانی، . - 1389 حداقل یک میلیارد نفر، تقریباً 20 درصد از جمعیت جهان، با کمبود آب آشامیدنی سالم و بهداشتی کافی مواجه اند.
سازمان بهداشت جهانی سالانه 2000 متر مکعب آب سالم را برای هر نفر، حداقلی برای زندگی سالم در نظر میگیرد - براون1، ترجمه طراوتی، . - 1381 آب زیرزمینی یکی از مهمترین منابع تأمین آب شیرین مورد نیاز انسان است. آبهای زیرزمینی به دلایلی از جمله عاری بودن از جانداران بیماری زا، ثابت بودن دمای آبهای زیرزمینی، ثابت بودن ترکیب شیمیایی تأثیرپذیری کمتر نسبت به خشکسالیها، تأثیر کمتر آلودگیهای زیستی و رادیواکتیو، آبهای زیرزمینی به آبهای سطحی ترجیح داده میشود - صداقت، . - 1387 بنابراین مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
بدین منظور لازم است تا مناطق مختلف آبخوان از لحاظ پتانسیل برداشت مشخص گردند. در این مطالعه برای رسیدن به این هدف از مدلسازی ریاضی آبخوان استفاده میگردد و نقشه های هم افت آبخوان تهیه میگردند. مدلسازی رایانهای آبهای زیرزمینی، شاخهای کاملا" نوپا در علم آبهای زیرزمینی است و از اواخر دهه 1960، بعد از اینکه رایانهها امکان حل معادلات سنگین و پیچیده عددی را فراهم آوردند، گسترش یافت.
از طرفی دیگر با توجه به قابلیت تطابق زیاد مدلهای پیشرفته شبیهسازی آب زیرزمینی با سیستم هیدروژئولوژی آبخوان و امکان استفاده از این مدلها برای پیشبینی وضعیت آینده، مدلهای مذکور شرایط مناسبی را به منظور مدیریت و استفاده بهینه از منابع آب زیرزمینی فراهم آوردهاند - فیتر2، . - 1994 به همین دلیل، در تحقیق حاضر پس از مطالعه و بررسی مدلهای موجود یکی از معتبرترین و پرکاربردترین آنها تحت عنوان مدل عددی سهبعدی MODFLOW پس از اثبات تطابق این مدل با شرایط آبخوان، برای تعین پتانسیل برداشت مناطق مختلف آبخوان به کار میرود.
MODFLOW یک مدل سه بعدی برای شبیهسازی جریان در حالت ماندگار و غیرماندگار در محیط های متخلخل اشباع، غیر اشباع، غیرهمگن و غیر ایزوتوپ میباشد در مطالعه حاضر، دشت سرزه رضوان در استان هرمزگان واقع گردیده است. منبع اصلی تامین آب برای مصارف کشاورزی، شرب و صنعت در منطقه موردمطالعه، آب زیرزمینی میباشد. بر اساس آخرین آماربرداری انجام شده از چاههای بهرهبرداری محدوده دشت سرزه رضوان مربوط به سال 1383، مجموعا" 181 حلقه چاه در سطح دشت وجود داشته که 6 حلقهی آن از نوع عمیق و 175 حلقهی آن از نوع نیمهعمیق می باشد. همچنین تعداد چاههای مشاهداتی موجود در دشت ده حلقه میباشد دشت سرزه رضوان از تاریخ 1385/7/3 به دلیل افت سطح آب زیرزمینی و تغییر کیفیت به مدت 3 سال ممنوعه اعلام گردیده است. این دشت نیز مانند اغلب دشتهای ایران مورد بهرهبرداری شدید قرار گرفته است.
-2 مواد و روشها
-1-2 مشخصات کلی دشت سرزه رضوان
دشت سرزه رضوان، با وسعت76 کیلومتر مربع، در فاصلهی حدود 52 کیلومتری شمال غرب بندرعباس واقع در استان هرمزگان بوده و جزء حوزهی آبریز رودخانههای کل و شور میباشد . وسعت حوزه آبریز مستقیم دشت سرزه رضوان برابر 410/81 کیلومتر مربع میباشد. دشت سرزه رضوان واقع در حوزهی سرزه رضوان بین طولهای جغرافیایی 56°00′ و56°16′ شرقی و بین عرضهای جغرافیایی 27°34′ و 27°37′ شمالی واقع و از شمال به کوه گیشان، از جنوب به ارتفاعات شمالی کوه خورگو، از شرق به تاقدیس خورگو و از غرب به ارتفاعات جنوبی کوه اهاندون و حوزه آبریز دشت لاورفین محدود گردیده است.
ارتفاع دشت سرزه رضوان بین حداقل 330 و حداکثر 400 متر بوده و به سمت جنوب غرب از میزان آن کاسته میگردد - شرکت سهامی آب منطقه ای هرمزگان، . - 1388 بارندگی متوسط دشت بر اساس گرادیان بارندگی 161/95 میلیمتر بوده و بر اساس آمار ایستگاه تبخیر سنجی فین - نزدیکترین ایستگاه تبخیرسنجی - در دوره ی 71- 88 ، میانگین درجه ی حرارت سالیانه 26/7 درجه سانتیگراد می باشد. آمار چاههای مشاهدهای دشت سرزه رضوان به صورت ماهیانه برداشت شده است. شکل - 1 - ، موقعیت جغرافیایی دشت سرزه رضوان در حوزه آبریز سرزه رضوان و همچنین موقعیت پیزومترها را در این دشت نشان میدهد.
موقعیت جغرافیایی دشت سرزه رضوان و پیزومترهای موجود در دشت - مقیاس: -
-2-2 مدلسازی آبخوان
اطلاعات لازم برای شبیهسازی آبخوان با استفاده از مدل 02 - /2: برای نیل به هدف مطالعه عبارتند از اطلاعات توپوگرافی سطحی آبخوان و توپوگرافی کف آبخوان، مشخصات و آمار چاههای بهرهبرداری، میزان آب آبیاری، تعیین میزان بارش و تبخیر و تعرق ، شناسایی منابع آب سطحی و ارتباط آن با آبهای زیرزمینی، تهیه مقاطع چاههای اکتشافی و چاههای مشاهدهای، نقشه زمین شناسی، شرایط مرزی آبخوان، اطلاعات سطح آب چاههای مشاهدهای و غیره. در مدله کردن آبخوان دشت سرزه رضوان، ابعاد شبکه ها - سلولها - با توجه به وسعت منطقه و نیز میزان آمار موجود 150*150متر و تعداد ستونها 103 و تعداد سطرها 40 در نظر گرفته شد.
با توجه به مطالعات زمینشناسی، در دشت سرزه رضوان تنها یک لایه آبدار از نوع آزاد وجود دارد. شرایط مرزی برای آبخوان مورد مطالعه نیز بدین صورت تعریف گردید که در این آبخوان مرزهای شمالی، جنوبی، شرقی و غربی را میتوان مرز با شدت جریان معلوم در نظر گرفت و جریان ورودی و خروجی را با استفاده از خطوط هم پتانسیل محاسبه و در مدل به عنوان محدودههای تخلیه و تغذیه وارد کرد. نقشه تراز سنگ کف با استفاده از نقشه عمق برخورد به سنگ کف - تهیه شده توسط بخش ژئوفیزیک مهندسی آب و خاک، - 1368 تهیه گردید. در این دشت تنها یک آزمایش پمپاژ صورت گرفته است. بنابراین پارامترهای هدایت هیدرولیکی و ضریب ذخیره طی واسنجی مدل در قسمتهای مختلف آبخوان بهینه گردیدند.
چاههای بهرهبرداری در طول دوره تنش فقط یکبار و آن هم در سال 1383 آمار برداری شده است. آمار تعداد وتخلیه چاهها در طی سالهای مختلف مدل سازی، مشابه سال آماربرداری نبوده و طی سالهای مختلف، تعداد و میزان تخلیه چاهها متغیر میباشد . از این رو برای ورود میزان تخلیه در سالهای مختلف طی دوره شبیهسازی یعنی از سال 1378 تا سال 1388، روند افزایش تخلیه چاه ها در طول دوره قبل از سال آماربرداری - سال - 1383 محاسبه و برای دوره بعد از آماربرداری در نظر گرفته شد و به مدل وارد گردید. قابل ذکر است که مدل بعد از طی فرآیند واسنجی، مقادیر تخلیه را بر اساس شرایط مختلف هر دوره زمانی تعدیل و اصلاح میکند.
