بخشی از مقاله
چکیده
شرایط نرمال یک سد زیرزمینی شامل یک سفره عمیق در یک دره با شیب مناسب و وجود تنگه باریک در معبر خروجی است. جهت احداث چنین سدی نیاز به بررسی شاخصهایی از جمله زمینشناسی، هیدرولوﮊی، هیدروﮊئولوﮊی، نیاز آبی، شرایط اقتصادی – اجتماعی و زیست محیطی در منطقه مورد مطالعه می باشد. شاخصهای مذکور دارای ویژگیهای ایدهآلی هستند که محل انتخابی باید تمام شرایط را در بر داشته باشد. در این تحقیق، مکانهایی جهت ساخت سد معرفی شد که پس از بررسی بر روی چهار محل انتخابی، تنها تنگه حسینآباد واقع در ١٠٠ کیلومتری استان اصفهان به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردید. معبر خروجی این منطقه بصورت تنگهای باریک با ضخامت آبرفت کم میباشد.
براساس تجزیه و تحلیل نتایج ﮊئوفیزیک صورت گرفته در تنگه ضخامت آبرفت و تراز سنگ کف آبخوان بدست آمد که از نتایج آن مقطعی جهت ایجاد سد در تنگه مشخص شد. با اطلاعات جمعآوری شده از این منطقه، آبخوان توسط مدل ٣ بعدی با روش تفاضل محدود - MODFLOW - شبیهسازی و مورد صحتسنجی قرار گرفت. خروجیهای مدل نشان داده که با احداث یک مانع به ارتفاع ١٠ متر در تنگه، سطح آب در دشت بالادست در چاههای مشاهده ای بالا آمده و افزایش حجم مخزن در پشت سد را خواهیم داشت. سیاست مورد نظر جهت ساخت این سد در این مکان، تأمین نیاز آبی بالادست و پاییندست این تنگه میباشد.
کلید واﮊهها: آبخوان، ضرایب هیدرولیکی، سدزیرزمینی، ﮊئوفیزیک، شبیهسازی، واسنجی.
مقدمه
بهرهبرداری از منابع آب زیرزمینی به دلایل فنی و اقتصادی بر اجرای سایر پروﮊه های آبی ارجحیت داشته است. به همین دلیل، این منابع از گذشتههای دور تاکنون در تأمین نیازهای آبی بخشهای مختلف مصرف، در اغلب نقاط ایران نقش مهمی را ایفا کرده است. بطور کلی، برداشت بیرویه از آبهای زیرزمینی پیامدهایی از قبیل کاهش کیفیت آبهای زیرزمینی در اثر پدیدههای پیامد هجوم آب شور، نشست زمین در اثر پائین افتادن سطح آب زیرزمینی، کاهش سریع منابع آب زیرزمینی و خشک شدن قناتها، چشمه ها، چاههای کمعمق و نیمهعمیق و همچنین افزایش هزینههای استحصال و غیر اقتصادی شدن هزینه پمپاﮊ را به همراه خواهد داشت.
از مجموعه ٢٢٣ دشت کشور بدلیل استخراج بیرویه از آبهای زیرزمینی، در ١٦٣ دشت، سطح آب زیرزمینی افت پیدا کرده و مشکلاتی را برای ادامه حیات کشاورزی و توسعه اقتصادی این نواحی ایجاد کرده است ]١.[ از روشهای نسبتا" ساده و غیر متداول میتوان ذخیرهسازی منابع آب زیرزمینی از طریق ایجاد سد در مسیر خروجی آب را نام برد. تکنولوﮊی جدید طراحی و ساخت سدهای زیرزمینی در بسیاری از نقاط جهان بکارگرفته شده و جوابگوی اهداف مورد نظر نیز بوده است.
کی کاشی در سال ١٩٤٠ طرح ساخت یک سد زیرزمینی در منطقه ناسونوگا را در توشیکی ﮊاپن پیشنهاد کرد و در حال حاضر با توجه به بالا بودن میزان مصرف آب در ﮊاپن چندین سد زیرزمینی احداث شده است پروﮊههای طراحی و ساخت سد زیرسطحی در سطح وسیع در عربستان سعودی و یک سد زیرسطحی نسبتا" کوچک در کاریلی افغانستان گزارش شده است. در کرالا در جنوب هند با متوسط بارندگی سالانه ٢٤٠٠ میلیمتر نیز دو سد زیرسطحی ساخته شده است که یکی از آنها در اتاپالام و در سالهای ١٩٦٢ تا ١٩٦٤ و دیگری در آنانگانادی در سال ١٩٧٩ ساخته شد.
در سال ١٩٨١ سد زیرسطحی دیگری نیز در آتاگامونت در ناحیه تامیل نادو هند ساخته شد که بدنه آن از ورقههای پلاستیکی به منظور تأمین آب مورد نیاز آبیاری منطقه است. در ایران نیز از ساخت یک سد خاکی زیرزمینی در منطقه کندر کهنوج گزارش شده است. همچنین، دو محل یکی در منطقه چالکرود جهت تأمین آب شهرهای رامسر و کتالم و سادات محله و دیگری در منطقه ای در حوزه آبریز سفید دشت در جنوب شرقی شهرکرد جهت تأمین آب دشتهای پائیندست پیشنهاد شده است.
شناخت سدهای زیرزمینی
هر سازهای که باعث جمعآوری آب زیرزمین شود را سد زیرزمینی گویند که به دو دسته سدهای زیرسطحی و سدهای آبرفتی تقسیم میشوند الف - سدهای زیر سطحی سد زیر سطحی تماما" در زیر سطح زمین، از یک لایه غیرقابل نفوذ شروع شده و تا سطح آبرفت ادامه پیدا میکند و همچون مانعی بر سر راه جریان آب زیرزمینی قرار گرفته و باعث بالا آمدن سطح آب زیرزمینی و ذخیره آن آبخوان در بالادست سد میگردد.
ب - سدهای آبرفتی سدهای آبرفتی بر روی زمین و بیشتر در بستر رودخانههای فصلی ساخته میشود. شن و ذرههای خاک که بر اثر طغیان آب یا سیل از بالادست جریان روانه شدهاند، پس از برخورد به سد تهنشین میشوند. از لایههای ماسه تهنشین شده و مواد صاف و شسته شده ،مخزن سد ایجاد میشود که با گذشت زمان به حجم آن افزوده میگردد. نوع دیگر سد زیرزمینی ترکیبی از سد زیرسطحی و آبرفتی است که سد زیرسطحی در داخل بستر رودخانه ساخته شده و دیوار سد از سطح زمین بالاتر و موجب افزایش توده رسوبات در پشت سد میگردد.
تعیین شاخصهای مکانیابی جهت ایجاد سد زیرزمینی
جهت ایجاد سد زیرزمینی در مکانی خاص، ملزم به وجود شرایط و ویژگیهای مناسب میباشد. شرایط مناسب مذکور را میتوان در غالب شاخصهای جداگانه بصورت ذیل بیان نمود: - شاخصهای زمینشناسی - شاخصهای هیدرولوﮊی - شاخصهای هیدروﮊئولوﮊی - شاخصها و بررسی نیاز آبی منطقه - شاخصها و بررسی شرایط اقتصادی - اجتماعی طرح - شاخصها و بررسی شرایط زیست محیطی منطقه زمینشناسی از مهمترین شاخصها جهت تعیین مکانیابی سد زیرزمینی میباشد.
حتی در مرحله شناخت اولیه، به واسطه این مشخصهها محل مورد نظر انتخاب میگردد و پس از آن نسبت به بررسی شاخصهای دیگر در منطقه می پردازیم. با توجه به اینکه محل احداث سد شکل خاصی را ایجاب مینماید، مشخص نمودن شکل منطقه در مرحله اول شناخت، از اهمیت خاصی برخوردار میباشد. بهترین حوزهها جهت احداث سدهای زیرزمینی ترجیحا باید دارای یک معبر خروجی آب زیرزمینی، با عرض کم و ضخامت آبرفت متوسط حدود ٣٠ متر باشند. عرض معبر خروجی به مقدار آب ذخیره شده، قیمت تمام شده و نیاز آبی منطقه بستگی دارد. نوع اصولی این حالت نشان داده شده است بطوریکه دشتی فراخ در بین رشته کوهها محصور گشته و تنها دارای یک دره گذر آب میباشد.
با توجه به اینکه معمولا شیب هیدرولیکی سطح آب زیرزمینی تابع شیب اراضی منطقه است، پس ترجیحاﹼ بایستی شیب توپوگرافی اراضی منطقه به سمت معبر خروجی حداقل بوده تا مخزن پشت سد بیشترین حجم ذخیره آب را در خود نگهداری نماید.
