بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق جریان آب زیرزمینی در جلگهي چاه هاشم در دشت اسپکه در غرب ایرانشهر مدلسازي شده که در آن از لاگهاي حفاري، آماربرداري از منابع آبی، دادههاي پیزومتري و آزمایشات پمپاژ استفاده شده است. این مدل به منظور شناخت خصوصیات هیدروژئولوژیکی، مصرف بهینه و مدیریت سفره استفاده شده است. به علت نوسانات کمتر در تراز آب زیرزمینی بهمن1381، این ماه به عنوان شرایط پایدار مورد واسنجی قرار گرفت که نتایج حاصله قابل قبول بود. سپس از اسفند1381 تا بهمن1382 به عنوان شرایط ناپایدار مورد واسنجی قرار گرفت. آنالیز حساسیت و صحت سنجی - براي اسفند1382 تا بهمن - 1383 نیز بر روي مدل اعمال گردید. در انتها پیشبینی سفره براي شهریور1388 و مدیریت آبخوان صورت گرفت.
نتایج نشان میدهد که بیلان سفره منفی است و نفوذپذیري رسوبات از جنوب به شمال کاهش مییابد. باید مناطق داراي افت زیاد در منطقه شناسایی شده و از حفر چاه در این مناطق جلوگیري شود. در گام بعدي باید مقدار پمپاژ از چاه هاي این محدوده را اصلاح کرد به گونهاي که روند کاهش سطح آب منطقی باشد. براي مناطق دیگر آبخوان نیز میزان برداشت مجاز تعیین شود و با اعمال قانون از برداشت بیش از حد مجاز جلوگیري شود. لازم است که مدیریت بهرهبرداري تلفیقی و بهینهاي جهت بهرهبرداري از منابع آبهاي زیرزمینی و سطحی صورت گیرد.
مقدمه
آب مایه حیات، آبادانی و زندگی بشر است. به تناسب رشد روزافزون جمعیت و توسعه اجتماعی و اقتصادي کشور، افزایش کمی و کیفی محصولات کشاورزي و تامین نیازهاي غذایی نیز اجتناب ناپذیر میباشد که جز با استفاده بهینه و مدیریت صحیح آب امکان پذیر نمیباشد - علیزاده، . - 1382 با توجه به گستردگی محدود آبهاي سطحی و تعداد کم رودخانههاي دایمی در ایران، استفاده از سفرههاي آب زیرزمینی بسیار مورد توجه است.
آب مورد نیاز جلگهي چاه هاشم نیز که در غرب شهرستان ایرانشهر در استان سیستان و بلوچستان با مشخصات 703409 UTM تا 720258 و 2984226 تا 3006593 در زون 40 شرقی قرار دارد، تماماً از سفره آب زیرزمینی تامین میشود. ذکر این نکته نیز ضروري است که مقدار بارش سالانه در این منطقه کم است و از نظر اقلیمی جزء مناطق خشک و کم باران ایران محسوب میشود. با توجه به موارد ذکر شده لازم است که مدلسازي سفره آب زیرزمینی و مدیریت مناسب آن براي شرایط مختلف هیدروژئولوژیکی در آینده انجام پذیرد.
مدلسازي سفره آب زیرزمینی جلگهي چاه هاشم با استفاده از نرم افزار مدلسازي ریاضی پیشرفته Visual MODFLOW premium 4.2 صورت گرفته است.این نسخه نرم افزاري علاوه بر دارا بودن کلیه خصوصیات نرم افزارهاي سابق، قابلیت هاي بیشتري همچون ارایه دید سه بعدي از منطقه، سرعت محاسبه بسیار سریع تر و توانایی محاسبه حدود 76000000 سلول - فعال و غیرفعال - را داراست.
بحث
هدف از تهیه ي مدل آب زیرزمینی جلگهي چاه هاشم شناسایی سیستم هیدروژئولوژیکی و استفاده از نتایج مدل براي پیش- بینی و مدیریت آبخوان با توجه به سیاستهاي مختلف مدیریتی و بهرهبرداري در آینده است.
مدل مفهومی آبخوان جلگهي چاه هاشم آبخوان جلگهي چاه هاشم از نوع آزاد است و بر روي رسوبات آبرفتی و مخروط افکنه اي قرار دارد. شیب کلی منطقه از جنوب به سمت شمال است. جهت جریان آب زیرزمینی نیز به همین گونه است.
این آبخوان از جنوب، به سنگ هاي دگرگون، آذرین و آذرآواري محدود میشود. سنگهاي دگرگون موجود در منطقه با توجه به تراکم و توده اي بودن جنس سنگ، علیرغم درز و شکاف متوسط تا زیادي که دارا میباشند، فاقد نفوذپذیري و در نتیجه پتانسیل آبی میباشند. سنگ هاي آذرین و آذرآواري شامل گرانیت، گرانودیوریت، گابرو، گرانیت آلکالن پورفیري، کوارتزدیوریت و آگلومرا با درز و شکاف زیاد و به طور نسبی داراي آبدهی ضعیف تا متوسط با توجه به تراکم درز و شکاف میباشند. این آبخوان از شمال به رسوبات دانه ریز مجاور دریاچه هامون جازموریان محدود میشود که خروجی سفره نیز به سمت هامون جازموریان محسوب میگردد.
شرایط مرزي مدل بر اساس این اطلاعات استخراج شده اند. سنگ کف سفره عمدتا از جنس رس و نفوذناپذیر است.
ضخامت آبخوان متفاوت است. در جنوب سفره، ضخامت آبرفت کم و تا حدود 40 متر است. در میانههاي سفره ضخامت بیشتر شده و تا حدود 100 متر میرسد و دوباره در شمال سفره ضخامت کم میگردد. در بعضی نقاط ضخامت آبرفت به حدود 150 متر نیز میرسد. براي ترازیابی سطح آب زیرزمینی جلگهي چاه هاشم از تعداد 8 حلقه چاه پیزومتري استفاده شده است. جهت جریان آب زیرزمینی از جنوب به سمت شمال است. شیب هیدرولیکی در بخش جنوبی کمتر و در بخش شمالی بیشتر است.
با استفاده از نتایج آزمون پمپاژ چاههاي بهرهبرداري و اکتشافی، میزان قابلیت انتقال به صورت منطقهاي بسط داده شده است. میزان قابلیت انتقال از حدود 7250 مترمربع در روز در جنوب سفره تا حدود 500 مترمربع در روز در شمال سفره در تغییر است. حداکثر ضریب ذخیره 0/37 مربوط به مناطق جنوبی و غربی است و حداقل آن 0/09 مربوط به قسمت شمالی سفره است. هیدروگراف واحد 4 ساله منطقه بر اساس دادههاي پیزومتري مهر 1381 تا مهر 1385 تهیه شده است. بر اساس این هیدروگراف سطح آب زیرزمینی در مدت 4 سال تقریبا 1/203 متر افت نشان میدهد.
شکل - 1 محدوده مدلسازي و شبکه تیسن مربوط به آن
شکل - 2 هیدروگراف واحد منطقهي مورد مطالعه
معادله ي حاکم و انتخاب کد رایانهاي
شکل کلی معادلهي حاکم بر جریان آب زیرزمینی از دیدگاه سیستم جریان به صورت زیر است:
در این فرمول kx ، ky و kz مولفههاي تنسور هدایت هیدرولیکی، Ss ظرفیت ویژه و R مولفه تغذیه یا تخلیه به آبخوان میباشد . - Bear, 1997 - در انتخاب کد رایانهاي به گزینه-هایی مانند کارایی مدل و سهولت کاربرد آن توجه می- شود . - Anderson, 1992 - همچنین مدل انتخاب شده باید خروجیها را با دقت گرافیکی مطلوبی نمایش دهد
با این وصف و با توجه به هدف این مقاله از مدل MODFLOW که تمام معیارها را دارد، استفاده شده است.
طراحی مدل، تعیین مرزها و ورود اطلاعات
براي مدل سازي آب زیرمینی منطقه مورد نظر، سلول ها با ابعاد 300 در 300 متر انتخاب شدهاند و محدودهي مدل سازي در 45 ستون و 73 ردیف قرار میگیرد. سطح ایستابی آبخوان و سنگ کف نفوذناپذیر به ترتیب به عنوان مرز بالا و پایین مدل در نظر گرفته شده اند. در محدودهي مورد مطالعه، مرز فیزیکی - مانند مرزهاي نفوذناپذیر و یا رودخانه - وجود ندارد و فقط می- توان از مرزهاي هیدرولیکی که مصنوعی هستند استفاده نمود. در حالت پایدار، مرزها با بارآبی ثابت - Constant Head - و در حالت ناپایدار در مرزهاي خروجی، چاه با دبی منفی و در مرزهاي ورودي، چاه با دبی مثبت و در بقیه نقاط، مرز با بار صفر در نظر گرفته میشود.
