بخشی از مقاله
چکیده
آب شرب موردنیاز در دشت کرمانتماماً از منابع آب زیرزمینی تأمین میشود. در سالهای اخیر گسترش شهر و شهرکسازیهای صورت گرفته در نقاط مختلف دشت موجب نزدیک شدن مناطق مسکونی به چاههای آب شرب شده است. اکثر مناطق مسکونی قرارگرفته در این دشت فاقد سیستم جمعآوری فاضلاب میباشند، لذا فاضلاب تولیدی در این مناطق از طریق چاههای جذبی فاضلاب دفع میشود. با توجه به اینکه چاههای جاذب از مهمترین عوامل آلودهکننده منابع آب زیرزمینی به شمار میروند،
لذا برای آنکه چاههای تأمینکننده آب شرب فاقد آلودگی میکروبی باشند لازم است تا فاصله مناسبی - حریمی - را بین منابع آلودگی - چاههای جذبی - و چاه آب شرب در نظر گرفت. در این مطالعه بهمنظور تعیین حریم بهداشتی چاههای آب شرب از نرمافزار Visual Modflow که بر پایه معادلات تفاضل محدود میباشد، استفاده شد. پس از تعیین پارامترهای مؤثر بر جریان آب زیرزمینی، مدل دشت تهیه و در حالت ماندگار کالیبره گردید. سپس حریم بهداشتی چهار چاه آب شرب که در نزدیکی یک شهرک مسکونی قرار داشتند محاسبه و رسم گردید.
-1 مقدمه
با گسترش سکونت در مناطقی که آب سطحی وجود ندارد یا کم است، استفاده از منابع آب زیرزمینی بهعنوان جایگزینی مطمئن، موردتوجه قرار گرفت. بهطوری که در برخی مناطق بهعنوان تنها منبع تأمین آب بهحساب میآید.[7] در سالهای اخیر افزایش جمعیت و افزایش برداشت روزافزون آب از مخازن آب زیرزمینی باعث کاهش کمی و زوال کیفی این منابع شده است.[6] منابع آب زیرزمینی که از مهمترین منابع تولید آب آشامیدنی شهرها هستند ممکن است از طریق تغذیه مصنوعی با فاضلاب یا آبهای سطحی، چاههای جاذب، نشت از مخازن سپتیک یا نشت از لولههای فاضلاب به میکروارگانیسمهای بیماریزا آلوده شوند که در این رابطه چاههای جذبی فاضلاب، مهمترین عامل آلودهکننده به شمار میروند.
[8] افزایش چاههای بهرهبرداری، استفاده بیرویه از آبهای زیرزمینی بهمنظور مصارف گوناگون - شرب، صنعت و کشاورزی - ، نفوذ زه آبهای کشاورزی، پسابهای صنعتی و فاضلابهای شهری به داخل آبخوانها و همچنین استقرار کاربریهای نامناسب در اطراف منابع آبی، تغییرات قابلملاحظهای را در کیفیت آبهای زیرزمینی به وجود آورده است، بنابراین لزوم تعیین حریم کیفی چاههای آب شرب بر اساس معیارهای علمی و کاربردی جهت اعمال مدیریت صحیح بر حفاظت از کیفیت و بهرهبرداری از منابع آبهای زیرزمینی بیش از گذشته احساس میگردد.
مطالعه و پیشبینی نحوه پخش و حرکت تودههای آلودگی در محیط متخلخل با توجه به پارامترهای مختلف مؤثر در این پدیده و همچنین ضرایب هیدرودینامیکی نامشخص جریانهای آب زیرزمینی، کاری بس دشوار و دارای عدم قطعیت فراوان میباشد. به همین منظور جهت مدلسازی و شبیهسازی انتقال آلودگی در محیط متخلخل از مدلهای عددی استفاده میشود. این مدلها با حل معادلات حاکم بر حرکت جریان میزان سرعت و جهت حرکت آب را محاسبه و سپس با استفاده از این پارامترها به محاسبه میزان شدت غلظت آلودگی به کمک حل معادلات حاکم بر فرایند انتقال آلودگی میپردازند.[1]
روشهای مختلفی برای مطالعه آبهای زیرزمینی وجود دارد، ولی امروزه، استفاده از روشهای جدید به منظور مدیریت بهینه منابع آب æ بررسی پارامترهای کمی و کیفی منابع آب توسعهیافته که از جمله این روشها، شبیهسازی سیستم آبهای زیرزمینی توسط مدلهای ریاضی رایانهای است. یک مدل آب زیرزمینی در واقع فرم سادهشدهای از یک سیستم واقعی آبهای زیرزمینی است که بهطور تقریبی همبستگی بین عمل و عکسالعمل هیدرودینامیکی را در یک سیستم ارائه میکند. شبیهسازی طبیعی آبخوان با استفاده از یک سری روابط ریاضی، هدف ایجاد مدل ریاضی در سفره آب زیرزمینی میباشد. در این مطالعه جهت شبیهسازی آبخوان دشت کرمان از نرمافزار Visual Modflow که اساس آن بر پایه معادلات تفاضل محدود میباشد استفاده شد. و پس از تشکیل مدل با استفاده از پارامترهای موردنیاز جهت تعین حریم بهداشتی چاهها، مورداستفاده گردید. لازم به ذکر است که حریم بهداشتی چاههای موردنظر با استفاده از مدت زمان حرکت ذرات æ مسیر حرکت آنها مشخصشده است.
-2 موقعیت جغرافیایی منطقه
دشت کرمان-باغین در مرکز استان کرمان مابین عرض شمالی 29 '50ʼ تا 30 '30ʼ و طول شرقی 56 '30ʼ تا 57 '30ʼ قرار دارد. بخش موردمطالعه قسمتی از حوزه آبریز دشت کرمان میباشد.این دشت دارای وسعت 5420 میباشد. از این وسعت 2220 کیلومترمربع را ارتفاعات با ارتفاع متوسط 2380 متر از سطح دریا و 3200 کیلومترمربع را دشت کم شیب با ارتفاع متوسط 1908 تشکیل میدهد. متوسط ارتفاع دشت کرمان از سطح دریا 2101 متر میباشد.
حوزه آبریز دشت کرمان بر پایه "گزارش تقسیمبندی حوزههای آبریز و محدودههای مطالعاتی در سطح کشور "1376 بخشی از حوزه آبریز درجه 2 کویر درانجیر از حوزه آبریز درجه 1 فلات مرکزی ایران میباشد و در جنوب غرب دشت لوت واقعشده، از نظر تقسیمات کشوری مرکز استان کرمان به شمار میآید. این حوزه از شمال به دشت زرند، از شرق به دشت شهداد، از غرب به دشت رفسنجان و از جنوب به دشت بردسیر-قریه العرب محدود میشود. بلندترین نقطه ارتفاعی دشت، قله پلوار با ارتفاع 4233 متر میباشد. محدود استفاده میکند. در این تحقیق برای شبیهسازی آبخوان دشت کرمان از نرمافزار Visual Modflow به خاطر سهولت کاربرد مدل استفادهشده است. همچنین جهت ردیابی ذرات و شبیهسازی انتقال محلول از مدلهای PMPATH و MT3DMS تعبیهشده در این نرمافزار استفاده گردید.
-3 انتخاب کد کامپیوتری و معادله حاکم
در میان کدهای مختلف مدلسازی، مدلی که بیشترین کاربرد را در زمینه آبهای زیرزمینی در کشورهای مختلف اعم از مراکز اجرائی، تحقیقاتی، دانشگاهی و مهندسین مشاور داشته، کد MODFLOW میباشد که اولین بار در سال 1988 توسط مک دونالد و هارباو - Mc Donald and Harbaugh - از انجمن زمینشناسی ایالت متحده - USGS - منتشر شد. از آن زمان تاکنون نسخههای فراوانی از آن تهیهشده است، که روز به روز بر قابلیت آن افزوده میشود. نسخه MODFLOW 2000 این کد که نتیجه سالها تحقیقات در سازمان تحقیقات زمینشناسی ایالاتمتحده میباشد، قابلیت تخمین پارامتر و آنالیز حساسیت را بهطور اتوماتیک دارا است. این کد همچنین داری مدل شبیهسازی انتقال محلول MT3DMS - Zheng & Wang 1998 - , MT3D - Zheng 1997 - و مدل ردیابی ذرات PMPATH for میباشد. کد MODFLOW برای حل معادله جریان آب زیرزمینی از روش تفاضلات
