بخشی از مقاله
چکیده
بر اساس مطالعات پیشین انجام شده در شهرك صنعتی بزرگ شیراز ، غلظت فلزات سنگین در منابع آب زیرزمینی مقادیر بالاتري را نسبت به استاندارد جهانی نشان میدهد. در این تحقیق ابتدا مدل جریان آب زیرزمینی آبخوان این شهرك با استفاده از کد MODFLOW در شرایط پایدار و ناپایدار تهیه و واسنجی شد. با استفاده از ضرایب هیدرودینامیکی بهینه سازي شده و میدان سرعت به دست آمده از مدل جریان، مدل انتقال آلاینده با استفاده از نرم افزار MT3D تهیه گردید.
سپس مدل براي فلزات سنگین که در یک بازه زمانی 8 ماهه غلظت آنها اندازه گیري شده بود اجرا گردید. با در نظر گرفتن فرآیندهاي همرفت، پراکنش هیدرودینامیکی و جذب در روند پاکسازي طبیعی، براي هر عنصر، مدل انتقال واسنجی و نرخ جذب براي هر عنصر برآورد گردید.
به منظور پیش بینی پتانسیل پاکسازي طبیعی آبخوان در سالهاي آتی مدل با نرخ جذب بدست آمده براي هر عنصر اجرا گردید. در نهایت نمودار تغییرات غلظت این عناصر تا رسیدن به غلظت استاندارد مجاز نسبت به زمان رسم شد و معادله مربوط به هر عنصر تعیین گردید. این معادلات می تواند ابزار ساده اي براي پیش بینی تغییرات طبیعی غلظت این عناصر با زمان در دست کارشناسان باشد.
1 مقدمه
شهرك صنعتی شهرك صنعتی بزرگ شیراز با مساحت 5.4 کیلومتر مربع در دشت قرهباغ در جنوب شرق شیراز واقع شده است و داراي عرض جغرافیایی 29˚ 28׳ N تا 29˚30׳ N و طول جغرافیایی 52˚ 30׳ E تا E 52˚ 34׳ میباشد. بر اساس مطالعات انجام شده در شهرك صنعتی بزرگ شیراز - Shakeri et al. 2009 - غلظت فلزات سنگین در منابع آب زیر زمینی محدوده شهرك صنعتی بزرگ شیراز مقادیر بالاتري را نسبت به استاندارد جهانی - WHO - نشان میدهد که در درازمدت می تواند مشکلاتی براي محیط زیست بهوجود آورد.
منشأ این آلودگی ها فعالیت هاي انسانزاد - صنایع چوبی ، فلزي، رنگ، پلاستیک، فرش، شیمی وپتروشیمی، پلیمر، غذایی، آرایشی و مصالح ساختمانی - میباشد. با در نظر گرفتن این نکته که شهرك صنعتی بزرگ شیراز در مرحله توسعه و استقرار صنایع مختلف قرار دارد، در صورت عدم رعایت ملاحظات زیست محیطی مانند نبود اعمال مدیریت صحیح پسماند و پساب براي صنایع، در درازمدت منابع آب زیرزمینی و کارستی منطقه - آهک آسماري آبخوان سبزپوشان - و همچنین آب دریاچه مهارلو که در حال حاضر پذیرنده انواع پسĤبها میباشد، بشدت مورد تهدید قرار خواهد گرفت و صدمات جبران ناپذیري به چرخه محیط زیست وارد خواهد گردید.
شناخت تغییرات مکانی و زمانی غلظت فلزات سنگین و عناصر به عنوان شاخص آلودگی آبهاي زیر زمینی در طی دوره مدل سازي درسال آبی 1386 -87 و پیش بینی حرکت ابر آلودگی ، تحت تنشهاي هیدولوژیکی هدف مدلسازي آبهاي زیرزمینی شهرك صنعتی بزرگ شیراز میباشد.
در این تحقیق کد - Hill 1992 - MODFLOW براي شبیه سازي سه بعدي جریان آب زیرزمینی انتخاب شد و از نرم افزار GMS 6.5 که یک رابط گرافیکی براي این کد و رابطی براي اطلاعات پایگاه GIS به حساب میآید استفاده گردیده است. با استفاده از نتایج حاصله از مطالعه مدل جریان - ضرایب هیدرودینامیکی بهینه سازي شده و میدان سرعت به دست آمده - مدل انتقال آلاینده این آبخوان با استفاده از نرم افزار - Donald and Harbaugh 2000 - MT3D تهیه گردید.
2 مدل سازي جریان در حالت پایدار و ناپایدار
در محدوده در محدوده مورد مطالعه از 12 حلقه چاه پیزومتري - شاکري، - 1388 به عنوان چاه مشاهده-اي و نمونه برداري استفاده شده است. پس از جمعآوري دادههاي مورد نیاز مدل، مدل شبکه سه بعدي - مادفلو - ساخته شد. براي محدوده مورد مطالعه شبکهاي با سلولهایی به ابعاد 144×148 متر شامل 40 سلول در جهت افقی و 25 سلول در جهت عمودي - 1000 - سلول و در یک لایه طراحی شد. مرزهاي مدل آبخوان شهرك صنعتی بزرگ شیراز به علت نوسانات کم سطح آب زیرزمینی در دورههاي مختلف اندازهگیري شده، مرز با جریان مشخص در نظر گرفته شد.
سطح آب زیرزمینی در شهریور ماه 1386 به عنوان سطح آب اولیه براي شبیه سازي جریان در حالت ماندگار بکار گرفته شد. سپس مدل اجرا و با تنظیم هدایت هیدرولیکی در محدوده مورد مطالعه واسنجی شد و مقدار هدایت هیدرولیکی براي محدوده موررد مطالعه تعیین گردید
نتایج واسنجی در شرایط پایدار نشان داد که تفاوت سطح آب مشاهدهاي و محاسبهاي اندك است. شکل - 2 - برازش سطح آب زیرزمینی مشاهده شده و شبیه سازي شده در پایان فرایند واسنجی در شرایط پایدار را نشان میدهد. پس از واسنجی مدل در شرایط پایدار مدل براي 8 ماه از مهر 1386تا اردیبهشت 1387 در شرایط ناپایدار اجرا و واسنجی گردید. شکل 3 هیدروگراف اندازهگیري شده و شبیهسازي شده که از دقت بالایی برخوردار است را براي 8 پیزومتر - پیزومترهاي شماره 1، 2، 3، 4، 9، 10، 11و - 12 نشان میدهد.
شکل -1 مقدار هدایت هیدرولیکی واسنجی شده براي مدل شهرك صنعتی بزرگ شیراز وگمانه هاي مشاهده اي
شکل -2 برازش مقادیر محاسباتی و مشاهداتی بار آبی در حالت پایدار
