بخشی از مقاله
چکیده
افزایش نیازهاي آبی در مناطق ساحلی که منجر به افزایش میزان برداشت از آبخوانهاي واقع در این نواحی میگردد، به عنوان یکی از چالشهاي پیشرو مدیران بهرهبردار در تأمین بلندمدت به شمار میرود. با توجه بحرانی شدن شرایط برداشت از منابع آب زیرزمینی دشت بندرگز-نوکنده، واقع در حاشیه دریاي خزر به دلیل برداشتهاي بیرویه و پیشروي آب شور دریا، لزوم مکانیابی جهت تعیین مناطق مستعد برداشت و ارائه راهکارهاي تأمین در شرایط واقعی و آینده امري ضروري و درخور توجه میباشد. لذا در این تحقیق رویکردي عملی و کاربردي مبتنی بر مشخصههاي کمی و کیفی آبخوان، اطلاعات ژئوفیزیک و سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - در جهت ارائه راهکارهاي بهرهبرداري از آبخوانهایی با شرایط بحرانی برداشت تدوین گردید.
درساختار پیشنهادي بر اساس معیارهاي ضخامت آبخوان، قابلیت انتقال، عمق برخورد به سطح آب زیرزمینی، تراکم چاههاي بهره برداري موجود و کیفیت آب، محدودههاي مستعد شناسایی و با توجه به بیلان مناطق و خصوصیات ژئومورفولژي آنها، از لحاظ بهرهبرداري رتبهبندي شدند. نتایج حاصله نشان میدهد که با توجه به رویکرد پیشنهادي، چهار منطقه از پتانسیل بالایی در برداشت برخوردارند و مطابق اولویتبندي صورت گرفته از این مناطق میتوان تأمین نیاز آبی دشت را تا افق 1400 تأمین نمود.
کلید واژهها: آبخوان ساحلی، مناطق مستعد، برداشت، بندرگز-نوکنده، کیفیت آبخوان، تأمین نیاز
-1 مقدمه
محدودیتهاي کمی و کیفی منابع آب به خصوص منابع آب زیرزمینی در نواحی ساحلی بدلیل افزایش بیرویه بیش از ظرفیت آبخوانهاي واقع در این مناطق مشکلات حادي را در اکثر آبخوانهاي ساحلی ایجاد کرده است. از آنجا که آبخوانهاي واقع در نواحی ساحلی به دلیل متأثر بودن از وضعیت دریا عمدتاً در معرض شوري میباشند لذا تعیین میزان مناسب برداشت از این ذخایر زیرزمینی میتواند از پیشروي بیش از حد آب شور دریا در آب شیرین جلوگیري نموده و تحقق این امر در بهبود وضعیت محیطزیست طبیعی آبخوان اثر بسزایی دارد.شناسایی مناطق مستعد جهت حفر چاه با استفاده از روش حفر سونداژهاي الکتریکی در سال 2001 توسط Devi همکاران صورت گرفت. با توجه به رویکرد ارائه شده، وضعیت سنگ کف، موقعیت تراز سطح آب زیرزمینی و ضخامت آبخوان تعیین میشوند.
این روش که در سازندهاي سخت کاربرد دارد با استفاده از 112 سونداژ، دو منطقه مستعد جهت حفر چاه در اراضی کشاورزي را پیشنهاد نموده است Magesh .[1] و همکاران در سال 2012 با استفاده از تصاویرماهوارهاي و سیستم اطلاعات جغرافیایی به شناسایی مناطق مستعد برداشت از آبخوان Tamil Nadu پرداختند. در این مطالعه با توجه به لایههاي شیب زمین، کاربري اراضی، وضعیت خاك، رواناب تولیدي و ...، چهار منطقه جهت برداشت از آبخوان محدوده پیشنهاد گردید. نتابج نشان داد که رویکرد ارائه شده از قابلیت بالایی در برنامهریزي و مدیریت منابع آب زیرزمینی برخوردار میباشد .[2]
محققینی مانند Javed و [3] - 2009 - Wani، Saha و همکاران [ 4] - 2010 - ، Mohanty و [5] - 2010 - Behera، Mukherjee و همکاران [6] - 2012 - و Nag و [7] - 2012 - Ghosh بر پایه سنجش از دور 1 - RS - و سیستم اطلاعات جغرافیایی 2 - GIS - اقدام به ارائه مناطق با پتانسیل جهت بهرهبرداري از منابع آب زیرزمینی نمودند. در این بررسیها تلفیق لایههاي رقومی مرتبط با خصوصیات سفره جهت شناسایی محدودهها مورد توجه قرار گرفته است.سیوکی و همکاران در سال 1390 بر پایه روش فرآیند سلسله مراتبی فازي، نواحی مناسب برداشت آب را در دشت نیشابور شناسایی نمودند. در این بررسی از خصوصیات کمی و کیفی آبخوان همانند ضریب انتقال، همافت و همشوري جهت محاسبه شاخص استحصال آب استفاده گردید.
نتایج نشاندهنده این است که 8/52 درصد از دشت داراي قابلیت استحصال خیلی زیاد میباشد و به طورکلی نواحی جنوب شرقی دشت از قابلیت بسیار زیاد جهت برداشت برخوردار میباشند AGARWAL .[8] و همکاران در سال 2013 با استفاده از ابزارهاي RS، GIS و تحلیل سلسله مراتبی 3 - AHP - مناطق باپتانسیل جهت برداشت از آبخوان Unnao واقع در Uttar Pradesh را شناسایی نمودند. در این تحقیق با توجه به روش AHP مناطق مورد بررسی وزندهی شده و با استفاده از تصمیمگیري چندمعیاره مورد اولویتبندي قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان میدهد که منطقه مورد مطالعه را میتوان به 5 بخش از نظر پتانسیل برداشت تقسیم نمود. بر اساس این تقسیمبندي تنها 3/37 درصد دشت داراي پتانسیل بسیار خوب جهت بهرهبرداري میباشند.
جهت بررسی صحت منطقهبندي صورت گرفته، آبدهی چاههاي واقع در هر منطقه با میزان پتانسیل برداشت آنها مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج نشاندهنده تطابق مناسب میزان آبدهی با پتانسیل تعریف شده براي هر منطقه میباشد .[9]بررسی سوابق مطالعات قبلی نشان میدهد که شناسایی پتانسیل آبخوان در نواحی ساحلی کمتر مطالعه شده و راهکارهاي عملی جهت برداشت از این نوع از آبخوانهاعموماً محدود به طبقهبندي دشت از لحاظ پتانسیل برداشت بوده و نحوه برداشت در شرایط واقعی و آینده مورد مطالعه قرار نگرفتهاند. لذا در این مقاله با توجه به حجم بالاي برداشت از ذخیر زیرزمینی مناطق شرقی استان مازندران و بروز اثرات منفی زیستمحیطی در دشتهاي ساحلی این منطقه، اقدام به ارائه رویکردي جهت تعیین مناطق مستعد جهت برداشت از سفرههاي زیرزمینی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و مطالعات ژئوفیزیک و میدانی گردید.
جهت بررسی و اعمال رویکرد پیشنهادي و ارائه نتایج متناسب، دشت بندرگز- بهشهر به عنوان نمونه در نظر گرفته شد. با توجه به اطلاعات و دادههاي جمعآوري شده و همچنین بازدیدهاي صورت گرفته از منطقه، ابتدا مطالعات هیدروژئولوژي و هیدروژئوشیمی آبخوان دشت از نظر کمی و کیفی مورد بررسی قرار گرفت. مطابق این بررسی، پارامترهایی همچون وضعیت آبرفت و آبخوان دشت، مشخصات هیدرودینامیکی سفره، وضعیت ضخامت آبرفت دشت، عمق برخورد به آب، تراز سطح آب زیرزمینی، افت سطح آب، نوسانات سالانه تراز سطح آب زیرزمینی دشت، تغییرات فصلی تراز سطح آب زیرزمینی دشت و پارامترهاي کیفی آبخوان به عنوان عوامل مهم و تأثیرگذار در شناسایی مناطق مستعد برداشت از آبخوان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
-2 مواد و روشها
نظر به اینکه در تدوین اکثر مدلهاي بهرهبرداري از منابع آب زیرزمینی آگاهی از رفتار سفره جهت تعیین میزان برداشت از آبخوان نقش اساسی را ایفا مینماید لذاابتداعاً لازم است وضعیت بیلان آب زیرزمینی در اثر تغییرات طبیعی و مصنوعی به گونهاي مناسب مورد بررسی قرار گیرد. بر اساس این بیلان، تغییرات در ورودي و خروجی سیستم و میزان تغییرات ذخیره آب زیرزمینی مشخص میشود. لذا در این مطالعه با توجه به آمار و اطلاعات هیدروکلیماتولوژي و هیدروژئولوژي، بیلان محدوده مورد مطالعه براي سال آبی 86-87، که داراي آمار کاملتري نسبت به سایر دورهها میباشد، جهت استفاده در برنامهریزيهاي آینده آبخوان تهیه گردید. بر اساس مطالعات بیلان، هیدروژئولوژیکی و مطالعات ژئوفیزیک انجام شده، پتانسیل مناطق مختلف با توجه به میزان آبدهی چاههاي موجود و میزان پیشروي آب دریا در آبخوان ساحلی تعیین گردید. بر اساس مناطق مستعد مشخص شده، گزینههاي تأمین آب شرب شهرهاي بندرگز و نوکنده براي افقهاي کوتاهمدت، میانمدت و بلندمدت ارائه گردید.
-1-2 وضعیت هیدروژئولوژي و هیدروژئوشیمی محدوده
آبخوان ناحیه مورد مطالعه شامل آبخوان آزاد و تحت فشار میباشد. با استفاده از نتایج آزمایشات ژئوفیزیک، ضخامت آبرفت در نواحی جنوبی دشت حدود 200 متر و در بخشهاي انتهایی دشت حوالی شمال بندرگز حدود 75 متر میرسد. به طور کلی ضخامت آبرفت از نواحی جنوبی به شمالی روند کاهشی داشته است. با توجه به نتایج آزمایشات پمپاژ صورت گرفته، مقدار T در مجاورت دامنه کوههاي البرز حوالی روستاهاي بنفش تپه، استون آباد و وطنا برابر 500 الی مترمربع در روز و با فاصله گرفتن از ارتفاعات در قسمت میانی دشت در حوالی روستاهاي ولفرا، کلاته غربی و سرمحله ضریب قابلیت انتقال کاهش یافته و به حدود 250 مترمربع در روز میباشد. روند کاهشی ضریب قابلیت انتقال به سمت شمال ادامه داشته بطوریکه این مقدار در نواحی خروجی دشت و حوالی شهرستان بندرگز و روستاي محمدآباد به حدود 100 مترمربع در روز می رسد.
دلیل این امر میتواند کاهش ضخامت آبرفت و همچنین ریزشدن ذرات تشکیل دهنده آبرفت و باتبع کاهش فضاي خالی بین ذرات و در نهایت کاهش ضریب نفوذپذیري آبخوان باشد. متوسط ضریب ذخیره نیز 6 درصد اندازه گیري شده است. آبخوان محدوده مورد مطالعه با وسعت 172 کیلومتر مربع داراي 18 پیزومتر میباشد. تراز سطح آب زیرزمینی آبخوان آزاد با استفاده داده هاي تراز سطح آب سال آبی 86-87، از 50 متر در ناحیه جنوب شرق محدوده و حداقل آن در تراز کمتر از -25 متر واقع در ناحیه شمال و در حوالی شهرستان بندرگز میباشد. بطور کلی جهت جریان از جنوب و جنوبشرق به سمت شمال میباشد. این امر نشاندهنده نقش تغذیهکنندگی ارتفاعات جنوب محدوده میباشد. شیب گرادیان هیدرولیکی از جنوب به سمت شمال کاهش مییابد که این امر میتواند به دلیل تغییرات شیب سنگ کف باشد - شکل . - 1 بررسی وضعیت کمی آبخوان محدوده مورد مطالعه بر اساس اطلاعات اندازهگیري شده 40 ساله - 46-85 - تراز سطح آب زیرزمینی - شکل - 2 نشان میدهد که در طی سال 46 تا 85، تراز سطح آب 7/5 متر بالا آمدگی داشته است - ماهانه 1/6 سانتیمتر - .
همچنین بررسی روند تغییرات ماهانه تراز سطح آب زیرزمینی نشاندهنده این مطلب است که به طور تقریبی در ماههاي دي، بهمن، اسفند و فروردین به دلیل افزایش نزولات جوي تراز سطح آب زیرزمینی بالا آمده و در سایر ماهها در نتیجه برداشت بیش از اندازه و کاهش نزولات جوي سطح آب زیرزمینی با افت مواجه بوده است. - شکل . - 3 نتایج بدست آمده از شبکه رفتارسنجی محدوده مورد مطالعه در طول این دوره 40 ساله بیانگر این است که سطح آب زیرزمینی در طی این 40 سال بالا آمده و حجم مخزن آبهاي زیرزمینی افزایش یافته است - شکل . - 4 این امر میتواند به دلیل افزایش نزولات جوي و یا افزایش ورود پسابهاي برگشتی شرب و کشاورزي به آبخوان در اثر افزایش جمعیت در طی سالهاي اخیر باشد.
