بخشی از مقاله
چکیده:
مدل جریان آب زیرزمینی در واقع مجموعهای از معادلات دیفرانسیل میباشد که میتواند عکسالعمل ذخیره آب زیرزمینی را در مقابل تنشهای وارده - تخلیه و تغذیه - نشان دهد. محدودهی مطالعاتی زاوه-تربتحیدریه با گسترهای در حدود 2504 کیلومتر مربع در شمال کویرنمک، در جنوب شهر مشهد واقع شده است.
کاهش بارندگی و افزایش بهرهبرداری از منابعآبزیرزمینیدر چند سال اخیر باعث افت شدید در سطحآبزیرزمینی و تنزل کمی و کیفی اینمنابع گردیده است بهطوری کههیدروگراف واحد دشت طی سالهای آبی80-81 تا 89-90حدود 9/45 متر افت درتراز سطح آب زیرزمینی را نشان میدهد. لذا در این تحقیق پس از تهیه و تجزیه و تحلیل قرار دادن کلیه اطلاعات زمین شناسی، هواشناسی،هیدرولوژیکیو هیدروژئولوژیکی،مدلمفهومی ساخته شد. سپس با توجه به مدل مفهومی، برای سالآبی 1387- 88اقدام به شبیهسازی آبخوان با استفاده از کدMODFLOWدر انترفاز GMSگردید.برای ارزیابی تغییرات سطح آب، از آمار سطح ایستابی 21 حلقه چاهپیزومتری موجود در محدوده موردمطالعه، استفاده شده است.
نتایج نشان داد که مدل، تراز سطح آب را با دقت قابل قبولی شبیهسازی نموده است بنابراین توانایی مدلکردن جریان آب زیرزمینی در آبخوان مذکور را نیز دارد. نتایج بیلان مدل نشان میدهد که بیشترین تغذیه در دشت از مرزهای مدل و بیشترین تخلیه از چاههای بهرهبرداری و مرزهای خروجی انجام میشود و افت مخزنی حدود 31/96 ملیون متر مکعب در سال در آبخوان رخ داده است.
مقدمه:
محدودهی مطالعاتی تربت حیدریه-زاوه با گسترهای در حدود 2504 کیلومتر مربع - وسعت دشت و ارتفاعات بترتیب 1260 و 1244 کیلومتر مربع - به طول جغرافیایی580 27/ تا 590 08/ شرقی و عرض جغرافیایی 350 02 / تا 350 03/ شمالی در شمال کویر نمک، در جنوب شهر مشهد واقع شده است - شکل . - 1 ارتفاع متوسط این محدوده 1650 متر از سطح دریا است. از نظر آب و هوایی این منطقه دارای اقلیم نیمه خشک میباشد. میانگین بارندگی سالانه محدودهی دشت 275 میلیمتر، تقریبا 1/3 میانگین بارندگی جهانی است. تغذیه آبخوان آبرفتی توسط رودخانههای کالسالار و شصتدره انجام میگیرد
قدیمیترین تشکیلات زمینشناسی منطقه مربوط به دوران اول، پرمین، است که شامل آهک، کوارتزیت و دولومیت و در مرکز و شرق دشت دیده میشود. پادگانههای قدیمی و جوان آبرفتی، تراسها، مخروط افکنهها و آبرفتهای عهد حاضر و واریزههای مربوط به دوران چهارم زمینشناسی، که در سطح دشت و نقاط کم ارتفاع بصورت پراکنده وجود دارند، آبخوان آبرفتی دشت را تشکیل میدهند - آقا نباتی، . - 1383 بررسی لاگ هشت حلقه چاه، زمینشناسی محدوده و نتایج حاصل از 102 سونداژ ژئوفیزیک نشان میدهد که آبخوان مذکور بهصورت تکلایه و آزاد میباشد.
هدف از انجام این تحقیق، شبیهسازی جریان آب زیرزمینی دشت تربت حیدریه-زاوه جهت استفاده کاربردی و مدیریت آتی از پارامترهای محاسبه شده آبخوان میباشد. بدین منظور ابتدا کلیه اطلاعات و داده-های مورد نیاز از قبیل هواشناسی، هیدروژئولوژیکی، هیدرولیکی، ژئوفیزیکی و زمینشناسی جمع آوری و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و سپس مدل عددی آبخوان با استفاده از نرمافزار GMS7.1 تهیه گردیده است.
شکل -1 موقعیت جغرافیایی محدودهی مطالعاتی تربتحیدریه- زاوه
نتایج و بحث:
استفاده از مدلهای ریاضی عددی از جمله روشهای مناسب مطالعه غیر مستقیم آبخوان میباشد - سروری و همکاران، . - 1382 در این مدلها، پس از انتخاب کد کامپیوتری مناسب، مراحل پروتکل شبیهسازی شامل تعیین هدف، انتخاب کد نرمافزاری، واسنجی، صحت سنجی و در نهایت پیشبینی انجام میگیرد . در صورت انتخاب الگوریتم مناسب و استفاده از دادههای صحیح و دقیق، نتایج قابل قبولی از مدل حاصل خواهد شد
برای برآورد سطح آب اولیه - Initial Head - از تراز آب 21 حلقه پیزومتر فعال در منطقه استفاده شده است. بر اساس هیدروگراف واحد آبخوان دشت زاوه طی یک دوره 10 ساله، آبخوان در حدود 9/46 متر یعنی سالانه حدود 0/95 متر افت داشته است - شکل . - 2 وضعیت هندسه آبخوان نیز با استفاده از دادههای ژئوفیزیک تعیین شده است. با توجه به شیب هیدرولیکی جهت جریان آب زیرزمینی بطورکلی از بخشهای شمالی و شمال شرقی به سمت جنوب دشت میباشد - شکل . - 3 تهیه مدل مفهومی - Conceptual Model - نخستین گام در فرآیند شبیهسازی است.
در این مرحله باید واحدهای هیدرواستراتیگرافی، ارتباط آبخوان با تشکیلات زمین شناسی پیرامون و شرایط مرزی سیستم با استفاده از تجزیه و تحلیل دادههای موجود و بازدیدهای صحرایی مشخص گردند - نظری و ناصری، . - 1390 پس از ورود دادهها، طراحی شبکه مدل - شکل -4الف - ، 170 ردیف و 65 ستون با ابعاد 400 متری، انتخاب گامهای زمانی و شرایط اولیه، مدل آماده واسنجی میباشد.
در این مطالعه، برای شبیهسازی آبخوان دشت زاوه از نرمافزار GMS7.1، که یک محیط جامع و گرافیکی برای به اشتراک گذاری اطلاعات بین مدلهای گوناگون و انواع دادهها است و قادر به انجام واسنجی دستی و خودکار میباشد، استفاده شده است - شکل -4ب - . با توجه به آمار موجود و بررسیهای صورت گرفته دو رودخانه کال سالار و شصتدره از نوع فصلی بوده و فقط در فصول پر باران باعث تغدیه آبخوان میگردند، بنابراین در مرحله بعد وضعیت این دو رودخانه، مقادیر 457 حلقه چاه بهرهبرداری و 17 رشته قنات فعال بههمراه مقادیر بارندگی در محدودهی شبیهسازی با اعمال ضریب مناسب برگشت به آبخوان - %20 - به مدل لحاظ گردیدند
شکل -2 هیدروگراف واحد 10 ساله آبخوان دشت زاوه - 80-90 -
