پاورپوینت مدیریت منابع آب زیرزمینی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

مديريت منابع آب زيرزميني

اسلاید 2 :

منشا اصلی آبهاي زيرزميني، آبهای سطحی هستند که در زمین فرو میروند، ولی منابع دیگری نیز مانند آب موجود در رسوبات ، آب موجود در سطح ماگماو نیز تراوش آب دریاها ، در تامین آب زیرزمینی نقشی مؤثر دارند.
نفوذ آب به خاک غیر اشباع تحت تاثیر نیروی ثقل و موئینه صورت میگیرد، ولی در خاک اشباع تنها نیروی ثقل عمل میکند. در اثر نفوذ ، آب در سازندهاي مناسب جمع شده و سفرههای آبدار را تشکیل میدهند.

مقدمه

اسلاید 3 :

سفره های آزاد

سفره های آزاد ، لایههای آبداری هستند که بین آنها و سطح زمین لایه غیر قابل نفوذی وجود نداشته باشد. به سطح حد بالایی آب در این سفره سطح ایستابی گفته میشود. در سفرههای آزاد سطح آب به حالت آزاد قرار دارد و فشار آن تقریبا برابر فشار اتمسفر است.

سفره آویزان يا معلق

گاهی در بالاتر از سطح ایستابی سفرههای آزاد ، لایه کم و بیش غیر قابل نفوذ کوچکی دیده میشود که آب نفوذی به صورت یک عدسی در روی آن یک سفره کوچک تشکیل داده است، به این پدیده سفره آویزان یا سفره معلق و سطح آب محدود آن را سطح ایستابی معلق میگویند.

سفره های تحت فشار یا محصور

سفره تحت فشار یا سفره محصور ، لایه آبداری است که بین دو لایه غیر قابل نفوذ قرار گرفته و به سب بالاتر بودن سطح ایستابی در محل تغذیه سفره ، آب در سایر نقاط آن تحت فشار میباشد.

انواع سفره

اسلاید 4 :

ایجاد چشمه

سطح ایستابی در سفرههای آزاد و سفرههای معلق در جائی که سطح زمین را قطع میکند، باتلاقها و چشمهها را بوجود میآورند. منشا چشمههای پر آب که گاه پس از خروج رودهای نسبتا مهمی را تشکیل میدهند، از سفرههایی است که در سنگهای آهکی پر حجم وجود دارند که آنها را چشمههای کارستیک میگویند. سفرههای آزادی که سطح ایستابی آنها بستر رودها را قطع میکند، در مواقع کم آبی قسمتی از جریان رودخانه را تامین میکنند ( زاینده(در مقابل زمانی که سطح آب در رودخانه بالاتر از سطح ایستابی سفره باشد، آب رودخانه سفره زیرزمینی را تغذیه خواهد کرد.

اسلاید 5 :

بيلان منفي برخي از سفرههاي آب زيرزميني
  الگوي مصرف نامناسب آب
    تغييرات كيفي مرتبط با افت سطح آب زيرزميني
    مشكلات اجراء و محدوديتهاي قانوني توزيع عادلانه آب
    محدوديتهاي فرهنگي و مشكلات اجتماعي در روند حراست از منابع آب زيرزميني
چالشهاي فرآروي حفاظت و بهرهبرداري از منابع آب زيرزميني كشور

اسلاید 6 :

درصد تفكيكي نوع مصرف منابع آب زیر زمینی

اسلاید 7 :

افزايش جمعيت و توسعه مراكز كشاورزي
اضافه برداشت ازچاههاي مجاز و حفر و بهره برداري ازچاههاي غيرمجاز
عدم استفاده بهينه و مؤثر از منابع آب
آلودگي ايجاد شده توسط فاضلاب خانگي و پساب حاصل از فعاليت صنايع 
مشكلات اجرا و محدوديتهاي  قانون توزيع عادلانه آب
عوامل مؤثر در تشديد بحران درمنابع آب زيرزميني

اسلاید 8 :

كاهش آبدهي چاهها ، چشمه ها و قنوات 
تغيير محل وكف شكني مكرر چاهها
عوارض منفي ناشي از نشست زمين و كاهش ظرفيت حجم مخزن طبيعي
افت كيفي منابع آب و شورشدن تدريجي آنها
ايجاد محدوديت درمصارف كشاورزي، صنعت و شرب
اثرات منفي ناشي از افت سطح آب زيرزميني

اسلاید 9 :

تغيير شكل زمين در اثر افزايش بهره برداري

اسلاید 10 :

ماده4قانون توزیع عادلانه آب-درمناطقی که به تشخیص وزارت نیرو مقداربهره برداری از منابع آبهای زیرزمینی بیش از حد مجاز باشد ویادر مناطقی که طرحهای دولتی ایجاب نماید وزارت نیرو مجاز است با حدود جغرافیایی مشخص حفر چاه عمیق یا نیمه عمیق و یا قنات و یا هرگونه افزایش در بهره برداری از منابع آب منطقه را برای مدت معین ممنوع سازد. تمدید یا رفع این ممنوعیت با وزارت نیرو است.

ماده9 آئین نامه اجرائی فصل دوم قانون توزیع عادلانه آب –اعلام ممنوعیت مناطق برای حفر چاه و قنات جدید یا تعمیق چاه و ادامه پیشکار قنات به منظور استحصال آب بیشتر از طرف وزارت نیرو به وسیله نشر آگهی در روزنامه رسمی کشور جمهوری اسلامی ویکی از جراید کثیرالانتشارمرکز و محل با ذکر دلیل و مدت وحدود جغرافیایی مشخص در یک نوبت به عمل می آید و در نقاطی که روزنامه کثیرالانتشار نباشد مراتب به وسیله انجمن یا شورای ده یا بخشداری به طریق مقتضی به اطلاع اهالی محل خواهد رسید.

تكاليف قانوني در بخش ايجاد تعادل در منابع آب زيرزميني

اسلاید 11 :

بهره‏برداري از منابع آب كشور درهر يك از حوضههايآبريزبا رعايت ظرفيت تحمل آنها  به گونه‏اي برنامه‏ريزي شود كه ميزان استحصال از آبهاي زيرزميني حسب مورد (بيلان منفي) ازميزان فعلي تجاوز نكرده واقدامات سازهاي وغيرسازهاي براي تعادل بخشي آنها و تامين نيازهاي جديد كشور صورت گيرد، به طوري كه سهم بهره‏برداري از منابع آب سطحي از رقم چهل وشش درصد(46%) فعلي به حدود پنجاه وپنج درصد  (55%) در بيست سال آتي افزايش يابد و حداقل نياز محيط‏هاي طبيعي آبي به طور پايدار تأمين گردد.

راهبردهاي توسعه بلند مدت منابع آب كشور

اسلاید 12 :

منابع زیرزمینی آب به صورت مستقیم یا غیرمستقیم از آبهای سطحی و بارندگی تغذیه میشوند .
در سالهای اخیر در بسیاری از كشورهاي جهان برداشت آب از منابع زیرزمینی از میزان تغذیه سالیانه آنها بیشتر است. این امر به معنای استخراج و استفاده از آبی است که در طول هزاران سال در لایههای آبدار زمین ذخیره شدهاست. با این کار سطح آبهای زیرزمینی در منطقه روز به روز افت کرده و سرانجام به جایی خواهد رسید که آبی برای استخراج وجود نخواهد داشت. پایین افتادن سطح آبهای زیرزمینی به معنای خشک شدن مناطق پایین دست (مناطق با ارتفاع کمتر که آب جاری در لایههای آبدار تحت اثر گرانش به سمت آنها جریان مییابند) و از بین رفتن چاهها، قناتها و چشمههای آن است.

برداشت بیش از حد یا سفره آب افتکننده

اسلاید 13 :

در سال ۲۰۰۵ (میلادی) چین، هند و ایران رتبههای اول تا سوم برداشت بیش از حد از منابع زیرزمینی آب را داشتهاند. ایران به طور متوسط سالانه پنج میلیارد مترمکعب آب بیش از ظرفیت لایههای آبدار زمین از آنها بهرهبرداری میکند. این مقدار آب معادل آب مورد نیاز جهت تولید یک سوم کل غله تولیدی این کشور است.

تا 20 سال پیش 135 میلیارد مترمکعب منابع تجدیدشونده، 251 میلی متر بارش و 87 میلیارد مترمکعب روانآب سطحی در ايران وجود داشت؛ اما این آمار به تاریخ پیوست و هماکنون حدود 120 میلیارد متر مکعب منابع تجدیدشونده داریم و با این وضعيت ، میزان روانآبها به 46 میلیارد مترمكعب رسیده كه 48 درصد کاهش یافته است اين درحاليست كه در همین سالها درجه حرارت 5/ 1 درجه زیادتر شده و از طرفی صنایع و کشاورزی و شرب تقاضای بیشتری براي مصرف آب دارند

اسلاید 14 :

همانگونه كه مي دانيم متوسط افت سطح آب زير زميني در ايران 20 سانتيمتر در سال بوده و بر پايه اطلاعات منتشر شده در سال 2012 سطح آب زير زميني در برخي از آبخوانهاي آبرفتي ايران تا 8 متر افت کرده است.

درحال حاضر با وجود خشکسالی، به طور معمول 60 درصد نیاز آبی کشور از سفره های آب زیرزمینی کشور تامین می شود ودر برخی مناطق با برداشت بین 70 تا 100 درصد آب از سفره های زیرزمینی نیزوجود دارد.در حال حاضر مشكل كشور کمبود آب نيست بلکه سوء مدیریت منابع آب مي باشد.

در سالهای اخیر بهغیر از کاهش بارش، الگوی بارش در کشور نیز تغییر کرده است؛ از سوی دیگر آب تجدیدشونده کشور از 130 میلیارد مترمکعب به 120 میلیارد مترمکعب رسیده و حتی در آمارهای پنج سال اخیر حدود 105 میلیارد مترمکعب بوده است

میزان تخلیه از منابع آب زیرزمینی فعلي در هر سال 62/3 میلیارد مترمکعب مي باشد كه در زمان حاضر هر سال حدود 5/7 میلیارد مترمکعب بیلان منفی آبهای زیرزمینی وجود دارد و اگر برداشت به 56/6 میلیارد مترمکعب برسد، مي توان طی 20 سال آینده 105 میلیارد مترمکعب از کسری مخزن جبران و به سطح ایستابی اولیه برسيم.

وضعيت منابع آب زيرسطحي كشور

اسلاید 15 :

- نقشه های توپوگرافیک (topographic maps)

این نقشه ها اطلاعات خوبی از شیب سطح زمین و الگوههای زهکشی به دست می دهند و به عنوان پایه ای برای ساختار مقطع عرضی زمین و نقشه هایی که خصوصیات زمین و ارتفاع سطح اب زیرزمینی (ارتفاع از سطح دریا) و شیب سطح اب زیرزمینی و مناطق تغذیه (Recharge areas) و عوامل دیگر نشان می دهند، مورد استفاده قرار می گیرند. منحنی های میزان با فواصل متساوی 20 متری برای مناطق دارای پستی و بلندی کم (نقشه های بزرگ مقیاس) و 0.5 متری برای مناطق بسیار ناهموار (نقشه های کوچک مقیاس) در نظر گرفته می شوند.

نقشه ها و مقاطع زمین شناسی (Geologic section and map)

نقشه ها و مقاطع زمین شناسی هنگامی که با گزارشهای مناسب تخصصی همراه شوند برای اغلب مطالعات آبهای زیرزمینی بسیار مناسب هستند و هنگامی که باید مسئله پیچیده ای مورد مطالعه قرار گیرند این نقشه ها لازم هستند. تجزیه و تحلیل این نقشه ها به همراه گزارشها، اطلاعاتی در مورد سطوح لایه های آبدار، ارتفاع آب زیرزمینی، جهت حرکت آب و دیگر عوامل مربوطه به دست می دهد. در مناطقی که نقشه ها و گزارش های زمین شناسی وجود ندارند بازید مقدماتی به عنوان کمترین اقدام ممکن لازم خواهد بود.

انواع نقشه های مطالعاتی آبهای زیرزمینی

اسلاید 16 :

نقشه منحنی های میزان سطح اب زیرزمینی (Ground water table map)

یک نقشه توپوگرافی از سطح آزاد آب زیرزمینی مفیدترین و متداولترین نقشه ای است که برای مطالعه لایه آبدار مورد استفاده قرار می گیرد. این نقشه یک نقشه توپوگرافیک است که خطوط ترسیم شده نمایانگر آبهای هم ارتفاع میباشند. از این نقشه ها برای مطالعه لایه آبدار آزاد و مشاهده سطح آب در چاهها، چشمه ها و دریاچه ها استفاده می شود. جهت عمومی جریان آبهای زیرزمینی در نقشه های منحنی میزان سطح آب نشان داده می شود. نقشه های سطح آب زیرزمینی تغییرات ارتفاع سطح آب را در چاهها در خلال یک فاصله زمانی بخصوص نمایش می دهند

نقشه سطوح پیزومتریک (Pizometric surface map)

نقشه سطوح پیزومتریک شبیه منحنی میزان سطح اب زیرزمینی است با این تفاوت که این نقشه بر پایه پتانسیل پیزومتریک و برای پیزومترهایی در یک لایه آبدار تحت فشار نفوذ کرده اند، ترسیم شده است.
بوسیله نقشه های هم پتانسیل می توان سه مسئله مهم را روشن کرد:

الف – مطالعه عمومی مورفولوژی سطح ایستابی یک منطقه و انتخاب نقاط مناسب جهت حفاریهای بهره برداری.

ب- بررسی و تفسیر نوسانات عمومی سطح اب زیرزمینی و محاسبه ذخایر قابل دسترسی.

ج- تعیین ساختمان زمین شناسی یک منطقه.

د-رژیم جریان اب زیرزمینی:

اسلاید 17 :

نقشه هم عمق آب زیرزمینی (Depth-to-water table contour map)

از این نقشه ها بیشتر در مسایل مربوط به خارج کردن آب از زمین استفاده می شود. این نقشه ها ارتفاع سطح زمین را از لایه آبدار نشان می دهند. لازم به ذکر است که در تهیه و استفاده و ارزیابی این نقشه ها و نقشه هایی که ارتفاع آب زیرزمینی را نشان می دهند باید دقت زیادی به کار برد زیرا که در مناطق وسیع این نقشه ها به کمک تنها تعداد محدودی از نقاط اندازه گیری شده (چاهک مشاهده ای ) رسم می شوند و ممکن است سطح آب زیرزمینی در بین این نقاط در بسیاری از موارد نسبت به آنچه انتظار می رود، انحراف زیادی داشته باشد

نیمرخ هیدروژئولوژی(Hydrogeologic profiles)

نیمرخ های هیدروژئولوژی از روی سطح اب و لوگ چاهها یا گمانه های حفاری شده رسم می شود و اطلاعاتی از شرایط زیرزمینی را توسط روابط خاص که سطوح و برجستگی ها های سطحی با شرایط زیرزمینی دارند، بازگو می کنند.

-نقشه های هم ضخامت لایه آبدار (Thickness of aquifer maps)

این نقشه ها معمولاً به نام نقشه های ایزوپک (Isopach) نیز نامیده می شوند و با منحنی های میزان، ضخامت مصالح اشباع لایه آبدار آزاد یا ضخامت یک لایه آبدار تحت فشار را که بین دو بستر بالا و پایین آن محدود است، نشان می دهد

-منحنی های میزان ساختاری(Structure contour maps)
منحنی های میزان ساختاری برای نمایش دادن سطح بالای یک لایه خاص یا تشکیلات زمین شناسی آن رسم می شود.

اسلاید 18 :

دیاگرام نرده ای (fence Diagram)

این دیاگرام مقاطع عرضی سه بعدی است که در معرفی فضایی از شرایط زمین شناسی و آب های زیرزمینی منطقه مفیدند. این مقاطع با استفاده از جداول لوگ چاه و اندازه گیری سطح اب زیرزمینی و توپوگرافی منطقه بدست می آیند.

اسلاید 19 :

بررسي و مطالعه تبادلات آب در يك محدوده يا منطقه كه بر اصل بقاء ماده در چرخه آب تاكيد دارد بيلان خوانده مي شود.

بيلان آب زير زميني شكل ويژه اي از بيلان آب مي باشد كه در آن آب ورودي و خروجي وتغيرات ذخيره در منابع آب زير زميني در يك آبخوان واحد مورد برسي قرار مي گيرد بعضي از اين پارامترها به طور مستقيم قابل محاسبه مي باشند و برخي ديگر را مي توان از اختلاف حجم و يا نسبت هاي بين آب زير زميني و عوامل ديگر مثل تبخير بدست آورد

1-آمار و اطلاعات كليماتولوژي : شامل آمار بارندگي ،تبخير و تعرق پتانسيل  و درجه حرارت و . مي باشد

2-آمار منابع آبي و ميزان بهره برداري سفره : اين آمار شامل آبدهي رودخانه ها چشمه ها درياچه ها و آببندها ميباشد

3-آمار و اطلاعات آب مصرفي زراعي : به منظور تعيين مقدار آب نفوذي به سفر ه آب زير زميني از طريق آب زراعي تهيه آمار و اطلاعات مربوط به سطح زير كشت  نوع كشت و ميزان آب آبياري لازم است 

4-آمار و اطلاعات آب مصرفي شرب – بهداشت و صنعت : براي اطلاع از ميزان نفوذ آب مصرفي شرب و صنعت به داخل سفره آب زير زميني لازمست مقدار مصارف مذكور در صورت امكان به تفكيك تعيين گردد

5-اطلاعات مربوط به ضرائب هيدروديناميك سفره : در محاسبه بيلان براي اندازه گيري مقدار آب ورودي و خروجي و تغيرات حجم مخزن دستيابي به مقدار ضريب قابليت انتقال و ضريب ذخيره ضروري است
تعريف بيلان :

اسلاید 20 :

جهت تهيه بيلان آب هاي زير زميني از چند پارامتر استفاده مي شود كه جمع جبري آن ها ميزان تغيرات حجم مخزن را مشخص مي كند اين پارامتر ها 2 دسته مي باشند 

الف : ورودي ها : كه شامل 

1 - دبي ورودي به محدوده دشت   ( Qin ) 

2 – آب نفوذ يافته از طريق بارندگي ( QR ) 

3 – آب نفوذ يافته از طريق جريان هاي سطحي ( Qr ) 

4 – آب نفوذ يافته از طريق آبياري گياهان ( Ql ) 

5 – آب نفوذ يافته از طريق پساب هاي صنعتي و بهداشتي  ( Qsw ) 

ب : خروجي ها : كه شامل 

1 – دبي خروجي از محدوده دشت ) ( Qout 

2 – آب تخليه شده توسط چاه چشمه و قنوات (Qex) 

3 – آب تبخير شده از سفره آب زير زميني( QET ) 

4 – آب زهكش شده از طريق جريان هاي سطحي)  ( QD 

V = Qin + QR + Qr + Ql + Qsw – ( Qout + Qex + QET + QD∆
معادله بيلان