بخشی از مقاله
چکيده
در اين تحقيق ، بر اساس داده هاي موجود مربوط به آبخوان دشت دامغان واقع در استان سمنان با مساحت ١١٧٣.٥٥ کيلومترمربع در محدوده زماني سال آبي ٨٧-٨٦ اقدام به تهيه بيلان آب زيرزميني شده است . براساس هيدروگراف معرف درازمدت ، اين دشت با افت متوسط ٠.٥٣ متر و کسري مخزن ٣٠.٩٢ ميليون مترمکعبي مواجه مي باشد.
همچنين در همين مدت يعني دوره چهارده ساله مجموعا ٧.٣٤ متر افت و ٤٣٢.٨٩ ميليون مترمکعب کسري مخزن در دشت ايجاد شده است .با محاسبه پارامترهاي موثر در معادله بيلان عمومي منابع آب (وروردي ها و خروجي هاي دشت ) در نهايت تغييرات مخزن برابر با ٢٥.٨٥٦- محاسبه گرديد که اين بيلان منفي مويد افت روزافزون سطح آب زيرزمني دشت و کسري مخزن آن مي باشد.همچنين تغييرات مخزن با استفاده از محاسبات تيسن و هيدروگراف معرف در سال آبي ٨٧-٨٦ به ميزان ٢٣.٤٧- محاسبه گرديد که اين عدد با عدد بدست آمده از معادله بيلان تفاوت چنداني ندارد.نتايج بدست آمده از تهيه اين بيلان در اعلام تمديد ممنوعيت دشت دامغان استفاده شده است .
واژگان کليدي : آبخوان ، بيلان آب زيرزميني ، افت ، کسري مخزن ، هيدروگراف
مقدمه
سفره هاي آب زيرزميني به عنوان يکي از مهمترين منابع تامين آب به ويژه مناطق کم آب و خشک همواره مورد توجه بوده است . به جهت افزايش جمعيت وبدنبال آن افزايش مصرف آب ، ازآنجاکه در مناطق کم باران و حاشيه کوير سفره هاي آب زيرزميني از مهمترين اين منابع به شمار مي روند، لذا با افزايش بهره برداري اين مخازن مورد تهديد جدي قرار گرفته است بطوري که هم اکنون افت و کسري مخزن آبخوانهاي اصلي استان سمنان روبه افزايش مي باشد. علي رغم اعمال محدوديت هاي شديد و ممنوعه کردن توسعه بهره برداري در بيش از ٩٠ درصد آبخوانها و دشتهاي اصلي استان بدليل عدم توازن بين تغذيه و برداشت و علاوه برآن خشکسالي هاي چندسال گذشته روند افت افزايش يافته است . در اين تحقيق از امکانات و توانايي هاي سيستم GIS و نرم افزار ٩.٢ Arc Gis و فايلهاي رقومي نقشه هاي پايه جغرافيايي و زمين شناسي استان استفاده شده است .
محدوده مطالعاتي دامغان در حد فاصل طولهاي جغرافيائي ٤٣ ٣٥ تا ٣٠ ٣٦ درجه شرقي و عرضهاي جغرافيائي ٢٣ ٥٣ تا ٤٢ ٥٤ درجه شمالي واقع شده است . موقعيت منطقه مورد مطالعه در کشور واستان در شکل شماره (١) نشان داده شده است .
شکل شماره (١) : موقعيت عمومي محدوده مطالعاتي دامغان (٤٧٤٧)
موقعيت جغرافيايي
رشته کوههاي البرز در شمال وغرب محدوده قرارداشته ودر جهت جنوب به دشت دامغان وکوير دامغان محدود مي شود. شيب عمومي سطح زمين از شمال وغرب به سمت جنوب بوده ورودخانه ها و آبراهه هاي منطقه که از ارتفاعات شمالي سرچشمه مي گيرند، پس از ورود به دشت آبرفتي از ضلع جنوبي محدوده به کوير دامغان هدايت مي شوند. مهمترين رودخانه موجود در اين بخش رودخانه چشمه علي است که پس ازگذر از دشت دامغان به کوير دامغان سرازير مي شود. دامغان مهمترين شهر واقع در اين محدوده در مسير راه جاده تهران - مشهد قرار گرفته است . اغلب سکونتگاهها در قالب شهر ويا روستاهاي بزرگ در بخش هايي از محدوده که از نعمت منابع آب سطحي ويا زيرزميني شيرين برخوردار است واقع شده اند. شهرهاي امير آباد، ديباج ، چهارده ، فولاد محله و مهماندوست از جمله سکونتگاههاي ديگر منطقه ميباشند. در شکل شماره (٢) عوارض طبيعي و سکونتگاههاي اين منطقه نمايش داده شده است
شکل شماره (٢) : عوارض طبيعي وسکونت گاه هاي محدوده مطالعاتي دامغان (٤٧٤٧)
بيلان آب زيرزميني
بررسي تبادلات آب در يک محدوده که بر قانون بقاي جرم استوار است بيلان آب خوانده مي شود. طبق اين تعريف کليه آبهايي که در يک زمان معين وارد يک محدوده خاص مي گردد در اين ناحيه يا به مصرف مي رسد يا ذخيره مي گردد و يا بصورت مختلف از محدوده خارج مي گردد هدف از تهيه بيلان تعيين و بررسي مقادير ورودي ، مصرف و ذخيره آب در يک محدوده و در مدت زمان مشخص مي باشد منطقه اي را که اطلاعات پايه بيلان براي آن جمع آوري و معادله بيلان برآن برقرار مي شود محدوده بيلان گويند. اين ناحيه مي تواند يک حوضه آبريز بزرگ يک دشت و ارتفاعات مشرف و يا موارد خاص ديگر که مي خواهيم بيلان آب زيرزميني را در يک منطقه پيدا نماييم و همچنين محدوده مي تواند يک لايه آبدار زيرزميني باشد.
مقطع زماني را که در طول آن کليه عوامل بيلان مورد ارزيابي قرار مي گيرد دوره بيلان مي گويند. بيلان آب را بر دوره هاي متفاوت يک ماه يک فصل يک سال آبي و يا چندين سال متمادي شامل سالهاي مرطوب ، خشک و متوسط مي توان تهيه نمود.با استفاده از مجموع داده هاي ارائه شده در اين قسمت و پس از انجام محاسبات و برآوردهاي لازم و همچنين داده هاي موجود در مورد تغذيه و تخليه طبيعي آبخوان و آبهاي ورودي و خروجي زيرزميني به اختصار بحث مي شود.
محدوده بيلان آب زيرزميني
محدوده بيلان سفره آب زيرزميني دشت دامغان که تقريبا تمامي بخش اصلي آبخوان دشت فوق الذکر را در بر مي گيرد با مساحت ١١٧٣.٥٥ کيلومتر مربع به عنوان محدوده بيلان آب زيرزميني در نظر گرفته شده است . اين بخش درست منطبق بر محدوده شبکه تيسن دشت مذکور به منظور محاسبه افت و کسري مخزن دشت مي باشد. که دليل آن مقايسه نتايج مقادير تغييرات مخزن با استفاده از محاسبات شبکه تيسن و معادله بيلان مي باشد.
زمان بيلان
با توجه به هيدروگراف واحد آبخوان دشت دامغان و نيز شرايط اقليمي منطقه و نوسانات سطح ايستايي در هر مطالعه و عوامل موثر بر تغذيه و تخليه آبخوان زمان تهيه بيلان و در دشت دامغان از اول مهر سال ١٣٨٦ تا پايان شهريور ٨٧ به مدت ٣٦٥ روز در نظر گرفته شده است . شرايط اقليمي و هيدروژئولوژيکي دشت در اين سال آبي به مقادير متوسط سالانه نزديک مي باشد.
معادله بيلان
بيلان عمومي منابع آب طبق رابطه زير قابل محاسبه مي باشد :
در اين رابطه :
=مجموع جريان مربوط به تغذيه آبخوان (Rechange)
Qout =مجموع جريان مروبط به تخليه آبخوان (Discharge)
تغييرات ذخيره آب در آبخوان
براي تنظيم بيلان در محدوده مورد مطالعه اطلاعات مربوط به کليه عوامل ورودي و خروجي آبخوان بر اساس آمار و اطلاعات موجود محاسبه و بر آورد مي شود. سپس مجموعه اين عوامل در معادله کلي بيلان جايگذاري شده و در نهايت حجم تغييرات آبخوان محاسبه مي شود. اجزاي ورودي و خروجي آبخوان به شرح ذيل مي باشد.
الف -ورودي (Input)
در اين رابطه :
Rin = حجم جريان ورودي زيرزميني
Rp = تغذيه ناشي از نفوذ مستقيم بارندگي
Re= نفوذ از طريق جريانات سطحي و تغذيه مصنوعي
Ris= آبهاي برگشتي آبياري آب سطحي
Rig= آبهاي برگشتي آبياري آب زيرزميني
Rw = آبهاي برگشتي چاههاي ناشي از مصارف شرب و صنعت
ب -خروجي (Output)
عوامل مربوط به تخليه آبخوان Σout با توجه به نتايج مطالعات ارائه شده با در نظر گرفتن پايين بودن سطح آب در آبخوان از رابطه زير محاسبه مي شود.
در اين رابطه :
De= تبخير از سفره آب زيرزميني
Dout = جريان زيرزميني خروجي از محدوده بيلان
Dd = برداشت از محدوده بيلان براي مصارف کشاورزي ، شرب و صنعت
Ddr = تخليه از طريق زهکشهاي بخشهاي انتهاي آبخوان
با توجه به مطالب ياد شده بيلان آب زيرزميني آبخوان و در يک سال آبي با بارندگي ميانگين و بر مبناي آخرين داده هاي مربوط بهره برداري از آبخوان در شرايط موجود به صورت زير خواهد بود.
- عوامل تغذيه کننده آبخوان دشت مورد مطالعه (Recharge):
با توجه به نتايج مطالعات و داده هاي موجود و ويژگيهاي هيدرولوژيکي دشت ايوانکي عوامل موثر در تغذيه آبخوان بشرح ذيل مورد بررسي قرار گرفته اند.
جريان ورودي زيرزميني (Rin)
مقاطع ورودي زيرزميني با توجه به شرايط هيدروليک منطقه و نقشه مشخص گرديده و ميزان تغذيه آبخوان دشت دامغان در نتيجه همپوشاني کردن نقشه تراز آب زيرزميني با قابليت انتقال و شيب هيدروليک و طول تقاطع در محل جبهه هاي ورودي زيرزميني بر پايه معادله دارسي براي دوره بيلان ٨٧-٨٦ محاسبه شده است (جدول شماره ٢). نقشه شماره (٣) مقاطع ورودي وخروجي را نشان مي دهد.
در اين رابطه :
V = حجم جريان ورودي در مقطع مشخص در طول سال
T = ضريب قابليت انتقال در مقطع ورودي بر حسب متر مربع در روز
i = گراديان هيدروليکي بدون بعد
W= عرض مقطع جريان ورودي
t=دوره بيلان ٣٦٥ روز
بر اساس محاسبات انجام شده حجم جريان ورودي زيرزميني به محدوده بيلان معادل ٨١.٥٨
ميليون متر مکعب در سال برآورد مي گردد.
