سه‌شنبه, 14 مرداد 1399
 |  رنگ  |  + . -
ADA
بستن این پنجره
این سایت مطابق با استاندارهای ADA برای نابینایان مناسب‌سازی شده و سازگاری این استاندارد در بخش‌های مختلف لحاظ گردیده است.
بستن این پنجره
دهه امامت و ولایت
شعار سال 99
ساماب
It
ملاقات عمومی
تقدیر از کادر درمانی در برابر کرونا
خدمات غیرحضوری پیشگیری از کرونا
تالار گفتگوی مجازی
سوت زنی
اطلاعیه رودخانه ها
اطلاعیه چاه ها
سازگاری با کم آبی
احراز هویت بر خط

مدلسازی پیشروی آب شور به سمت آب شیرین در آبخوان‌های مجاور کویر مطالعه موردی: آبخوان مه­ ولات

 

 

پژوهشگران:

سید محمود حسینی

احسان بهرامی جوین

 

مجری: دانشگاه فردوسی مشهد

 

کارفرما: شرکت آب منطقه­ای خراسان رضوی- گروه تحقیقات کاربردی

 

سال: 1396

 

دریافت فایل گزارش نهایی

 

 

چکیده پژوهش:

پیشروی آب شور به سمت آب­های شیرین در آینده­ای نزدیک منجر به شور شدن بسیاری از آبخوان­های کشور ما به خصوص در استان­های مجاور کویر از جمله خراسان رضوی خواهد شد. علاوه بر تبعات اقتصادی سنگین، این اتفاق می­تواند از ابعاد اجتماعی نیز پیامد­های ناگواری را رقم بزند. اکثر تحقیقات انجام­شده در موضوع پیشروی شوری متوجه آبخوان­های ساحلی حاشیه دریاها، اقیانوس­ها و دریاچه­های شور بوده و بحث شناسایی و کنترل پیشروی شوری و به موازات آن تطبیق با شوری در آبخوان­های مجاور کویر از مباحثی است که در کشور ما مطالعات عمیق در ابعاد مختلف را طلب می­کند. هدف مشخص تحقیق حاضر، شبیه­سازی و پیش­بینی پیشروی شوری در دشتهای مجاور کویر با استفاده از مدلسازی ریاضی فیزیک­-­­مبنای کمی و کیفی آب زیرزمینی می­باشد. آبخوانمه­ولات،کهیکیازدشتهایواقع در مجاورت کویر بجستان در استانخراسانرضویاست، بهعنوانمطالعه موردی انتخاب گردید. این دشت دارای آبخوان آزاد آب شیرین با ضخامت متوسط پنجاه متر در ناحیه اشباع می­باشد.کمبود اطلاعات کیفی و ناهمگنی این اطلاعات در ابعاد مکانی و زمانی در اکثر آبخوان­های کشور از جمله آبخوان مه­ولات منجر به ارائه یک مدلسازی ترکیبی در فرآیند مدلسازی و واسنجی دستی پارامترها گردید، که می­توان از آن به عنوان مهم­ترین دستاورد تحقیق حاضر یاد کرد. ناهمگنی اطلاعات در تحقیق حاضر به این معنی است که نقاط جمع­آوری اطلاعات در سال­های مختلف یکی نیستند و این شرایط موقعی ایجاد می­شود که منبع اطلاعات یک شبکه پایش طراحی شده، نمی­باشد. با توجه به کثرت پارامترهای ورودی فیزیکی مورد نیاز در یک مدل انتقال شوری در آب زیرزمینی و توزیع مکانی برخی از این پارامتر­ها، واسنجی مدل به ویژه در شرایط تحقیق حاضر، بسیار پیچیده، زمان­بر و توام با عدم­قطعیت زیاد می­باشد. غلبه بر این مشکلات، فرآیند خاص پیشنهادی در تحقیق حاضر را رقم زد که شامل مراحل 1- محاسبه ضریب تغذیه ناشی از بارندگی و بازگشت آب کشاورزی با استفاده از کمینه­کردن مجموع خطای بیلان آب عمومی و زیرزمینی، 2- تخمین هدایت هیدرولیکی با استفاده از مدلسازی کمی جریان آب زیرزمینی در مدل مادفلو و 3- تخمین توزیع مکانی تخلخل، ضریب تراکم پذیری محیط متخلخل، پخشیدگی طولی و عرضی و ورودی غلظت املاح محلول کل (TDS)در بخش­های مختلف جغرافیایی مرز­ها در مدل سوترا می­باشد. در راستای تحقق این اهداف، در گام اول، مدل مفهومی کمی آبخوان و پارامترهای بیلان آب عمومی و زیرزمینی با جمع‌آوری اطلاعات و تجزیه تحلیل آن­ها و به کمک ابزار­های تحلیل­گر زمین­آمار برای سال­های آبی 1380 الی 1391 تهیه گردید. با به کار بردن روش "بهینه­یابی با استفاده از معیار مجموع قدرمطلق خطا" و کمینه کردن مجموع خطاهای معادلات بیلان عمومی و آب زیرزمینی، در آبخوان مه­ولات درصد تغذیه ناشی از بارندگی برابر با 5 درصد و درصد تغذیه ناشی از بازگشت آب کشاورزی 9/11 درصد به دست آمدند. درگام دوم، با توجه به ناهمگنی اطلاعات شوری یعنی هدایت الکتریکی (EC) در طول سال­های مختلف از یکسو و کم بودن اطلاعات جهت واسنجی مدل ریاضی تداخل شوری از سوی دیگر، از مدل داده­ـ­محور کریجینگ مکانی­-­زمانی بر اساس اطلاعات شوری چاه‌های بهره­برداری منطقه بین سالهای آبی 1386 الی 1391استفاده گردید و تغییرات مکانی و زمانی غلظت شوری و مقادیر غلظت شوری جریان ورودی از مرزهای ناحیه مدل­سازی آبخوان استخراج ­شد. این مدل داده­ ـ­ محور برای پیش­بینی شوری در سالهای فاقد اطلاعات (گذشته و آینده) نیز مورد استفاده قرار گرفت و شوری دشت مه­ولات بین سال­های آبی 1378 الی 1397 با این روش و  با فرض حفظ روند شرایط موجود پیش­بینی گردید. در گام سوم، مدل ریاضی کمی آبخوان (بدون منظور نمودن اثر ناچیز شوری بر جریان) با استفاده از مدل مادفلو و رابط گرافیکی ModelMuse تهیه شد. واسنجی این مدل یک لایه­ای برای یافتن توزیع مکانی پارامتر­های هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه برای یک دوره ده ساله از سال آبی 1380 تا 1389 صورت گرفت و مدل بر پایه اطلاعات تراز آب دو سال (سال­های آبی 1390 و 1391) مورد صحت سنجی قرار گرفت. عملکرد مدل مادفلو در این گام کاملا رضایت­بخش بود. بازه تغییرات هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه واسنجی‌شده در مدل کمی مادفلو به ترتیب از 1 تا 14 متر بر روز و از 03/0 تا 21/0 به دست آمد. در گام چهارم، مدل تداخل شوری آبخوان مه­ولات با استفاده از مدل فیزیک-مبنای سوترا و رابط گرافیکی ModelMuse برپا گردید. در برپایی مدل سوترا، از نتایج سه گام قبلی که توضیح داده شدند، استفاده شد. واسنجی مدل سوترا در شرایط غیردائمی و برای یک دوره پنج ساله از سال آبی 1385تا سال آبی 1390 انجام شد که منجر به تعیین توزیع مکانی تخلخل با بازه تغییرات 21/0 تا 45/0، ضریب تراکم پذیری محیط متخلخل برابر 6-10 × 8/1 متر مربع بر نیوتن، پخشیدگی طولی و عرضی به ترتیب برابر 5700 و 570 متر و میزان شار جرمی و روند تغییرات زمانی غلظت TDS در بخش­های مختلف جغرافیایی مرز­های مدل ریاضی گردید. پس از واسنجی، مدل به مدت یکسال و برمبنای اطلاعات مشاهده شده از تراز سطح آب و غلظت TDS در سال آبی 1391 صحت سنجی شد که عملکرد نسبتا رضایت­بخشی داشت. در نهایت، مدل سوترا برپا­شده، به منظور پیش­بینی توزیع غلظت TDS آبخوان در سال­های مختلف تا سال آبی 1400 استفاده شد. در این پیش­بینی، علیرغم حفظ شرایط مشابه و میزان برداشت­ مطابق سال آبی 1390، که کمترین میزان برداشت در دوازده سال دوره مدلسازی کمی جریان (سال­های آبی 1380 تا 1391) در آبخوان مه­ولات بود، برای تراز غلظت TDS 2500 میلی گرم بر لیتر (به عنوان نمونه)، میزان پیشروی با آهنگ متوسط حدود 1 کیلومتر در سال مشاهده شد. گام­های پیشنهادی تحقیق حاضر در فرآیند توسعه یک مدل فیزیک مبنا برای ارزیابی تداخل شوری، می­توانند توسط تحلیلگران موضوع پیش­بینی و کنترل پیشروی شوری در آبخوان­های مجاور کویر به ویژه در شرایط کمبود اطلاعات و یا وجود ناهمگنی در اطلاعات موجود، استفاده شوند.


بازدید:374
آخرین به روزرسانی: 1397/10/10