چکیده

امروزه دسترسی به منابع آب یکی از مهمترین چالشهای دولتها و ملتهاست. چرا که با افزایش جمعیت وفعالیت انسانها مصرف آب نیز زیادتر میشود. این در حالیست که مقدار آب کره زمین ثابت است و در نتیجه نیاز و وابستگی انسان به آب بیشتر میشود. از آنجایی که آب زیرزمینی یکی از منابع اصلی تأمین نیازهای محسوب میگردد، لذا پیش بینی سطح آب زیرزمینی از اهمیت بالایی برخوردار است. در استان گلستان نیز از ظرفیت حداکثری آب زیرزمینی برای مصارف گوناگون استفاده میشود. پیشبینی سطح آب زیرزمینی به روشهای مختلف انجام میشود که از آن جمله میتوان به استفاده از مدلهای ریاضی و روشهای زمین آمار اشاره کرد. در این تحقیق از مدل Visual Modflow 3.1 برای شبیهسازی آبخوان نرماب در سه سناریو ترسالی، خشکسالی و نرمال بررسی گردید. نتایج نشان داد که مدل به خوبی با شرایط منطقه تطبیق داشته و در سه شرایط خشک، تر و نرمال موقعیت تراز سطح آب را بازگو است.

کلمات کلیدی: آب زیرزمینی، پیشبینی، مدل ریاضی، Visual Modflow ، استان گلستان.

مقدمه

بموازات رشد سریع جمعیت و افزایش نیازهای بشری، تامین آب برای مصارف شرب، کشاورزی و صنعتی از اهمیت ویـژهای برخوردار گردیده است. در این میان منابع آبهای زیرزمینی بمنزله منابعی مطمئن جهت تامین مصارف فوق تلقی میگردند. در سالهای اخیر برداشت بی رویه از منابع مزبور از یک سو و فعالیت بشر در جهت تامین غذا از سوی دیگر بـاعـث لطمـات جبر ان ناپذیر ی به این منابع از نقطه نظر کمی و کیفی گردیده است. بمنظـور ارزیـابی اثـرات ناشـی از توسـعه در شـرایـط موجود و پیشنهادی بر روی منابع آبهای زیرزمینی چه از نقطه نظر کمی و چه کیفی، شبیهسازی ریاضی و کـامپیوتری ایـن منابع ابزاری قوی در بهرهبرداری بهینه از ایـن منـابع محسـوب میگـردد. در سـالهای اخیـر مـدلهای ریاضـی و کـامپیوتری متعددی بمنظور شبیهسازی رفتار هیدرولیکی منابع آبهای زیرزمینی مورد توجه قرار گرفته است. اکثریت قریـب بـه اتفـاق این مدلها برای یک آبخوان خاص تبین نگشته و عملا کاربردی نمودن مدل مستلزم انطباق با شرایـط خـاص منطقـه مـورد مطالعه میباشد. (هاشمی، .(۱۳۸۷ دهقان((۲۰۰۰ با استفاده از VisualModflowV5.2در دشت شهرکرد شبیهسازی

Archvie of SID

جریان آبزیرزمینی و اعمال راهکارهای مدیریتی صحیح جهت محفوظ نگهداشتن آبخوان انجام داد و با بررسی روند سـطح ایستابی در چندین سال متوالی مناطق مناسب و بحرانی از نظر سطح ایستابی را در دشت مذکور مشـخص نمـود. مزروعـی (۲۰۰۱) با استفاده از مدلModflow منابع آبزیرزمینی دشت آذرشهر را موردبررسی قـرارداد و راهحـلهـای مـدیریتی برای استفاده بهینه از این آبخوان ارائه داد. شهسواری (۲۰۰۱) آبخوان دشت عجبشیر را با اسـتفاده از مـدل Modflow و بهرهگیری از دو تکنولوژی GISوRS توانست جهت حرکت آبزیرزمینی در دورههای کمآبی مشخص نمایـد. سـعیدی-فر((۲۰۰۴ به مدلسازی هیدرولیکی آبزیرزمینی در دشت یاسوج و بررسی پخش و انتقال آلودگی در آن به کمـک نـرم-افزار PMWIN پرداخته است. در بخش اول این تحقیق، اطلاعات مربوط به چشمهها و چاههـای واقـع در آبخـوان دشـت یاسوج از لحاظ مالکیت (خصوصی یا دولتی)، نوع چاه، عمق، تعـداد و سـایر خصوصـیات هیـدرولیکی جمـعآوری و بررسـی شدهاست. در ادامه با توجه به اطلاعات هیدرولیکی چشمهها و چاهها به شبیهسازی هیدرولیکی آبخوان به کمـک نـرمافـزار PMWIN اقدام شده و پارامترهای آبخوان، نظیر ضریبهدایتهیدرولیکی (K)، ضریبآبـدهیویـژه آبخـوان (Sy) تعیـین شدهاست. نتایج نشان دهنده تطابق بسیار خـوب بـین هـدهای محاسـباتی و مشـاهداتی و مثبـت بـودن بـیلان سـالانه آب زیرزمینی در دشت میباشد، لذا میتوان بیان کرد که این دشت در دراز مدت پتانسـیل استحصـال بیشـتر آبزیرزمینـی را دارد. در بخش دوم این تحقیق، اطلاعات مربوط به منابع آلاینده و کیفیت آبزیرزمینی در دشت یاسوج از لحـاظ فیزیکـی، شیمیایی و بیولوژیکی بهطور اجمالی و کلی مورد بررسی قرار گرفتـه اسـت. پخـش و انتقـال آلـودگی در دشـت یاسـوج بـا استفاده از نرمافزار PMWIN شبیهسازی گردید. نتایج نشاندهنده تأثیر زیاد چشمههای پرآب بر حرکت ذرات (آلاینـده-ها) در دشت میباشد که این امر میتواند در دراز مدت اثرات بسیار خطرناکی برجای بگذارد. شهابیفرد((۲۰۰۴ با استفاده از مدل Modflow تأثیرات برداشت آب از آبخوان دشت ایرانشهر را بر دبی پایـه رودخانـه بمپـور بررسـی نمود.صـادقی راد (۲۰۰۵) با استفاده از مدلModflow توانست استفاده از سیستم قنات را جهت پـایین انـداختن سـطح آبزیرزمینـی در دشت شیراز بررسی نماید. چیتسازان و همکاران((۲۰۰۵ بـه کـاربرد مـدل ریاضـی Modflow در بررسـی گزینـههـای مختلف منابع آب دشت رامهرمز پرداختند. مدل ریاضی Modflow به عنوان یـک ابـزار کارآمـد و باصـرفه جهـت بررسـی گزینههای مختلف مدیریتی مورد بررسی و استفاده واقع گردید. ابتدا دادههای مختلـف هواشناسـی، هیـدرولوژیکی، زمـین-شناسی و هیدروژئولوژیکی منطقه جمعآوری و مورد تجزیه تحلیل واقع شده است. پـس از تهیـه مـدل مفهـومی، دادههـای لازم در بستههای نرمافزاری مختلف ModflowV.6.2 تعریـف گردیـده، سـپس واسـنجی مـدل توسـط کـد نـرمافـزاری PEST، صحتسنجی شدهاست. نهایتاً گزینههای مختلف مدیریتی شامل: ادامه روند کنـونی برداشـت، توسـعه آبخـوان بـا حفر چاههای جدید، تأثیر زهکشها در مناطق زهدار و بررسی عملکرد آبخـوان بـا انجـام عمـل انتقـال آب و آبیـاری مـورد استفاده قرار گرفته است. بدین ترتیب نتایج حاصل از شبیهسازی نشان داده که ادامه روند کنونی برداشت از نظـر مـدیریتی گزینه قابل قبولی نمیباشد و برعکس حفر چاههای بهرهبرداری در مناطق شرقی و مرکـزی و اعمـال زهکشـی در شـمال و جنوب دشت، گزینه مناسبی برای استفاده توأم منابع آبسطحی و زیرزمینی خواهد بـود. مظفـریزاده و همکـاران((۲۰۰۶ به تصحیح ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان با استفاده از مدل تفاضلات محدود((Modflow و روش کریجینـگ پرداختنـد. یکی از روشهای مؤثر در مطالعه منابع آبزیرزمینی استفاده از مدلسازی عددی است. در این تحقیق آبخوان دشـت گتونـد در شهرستان شوشتر با استفاده از روش عددی تفاضلات محدود و نرمافـزار PMWIN3.5 شـبیهسـازی گردیـد. یکـی از مشکلات موجود در این دشت توزیع نامناسب هدایت هیدرولیکی((K در محدوده دشت میباشد. بنابراین ابتدا با اسـتفاده از دادههای آزمونهای پمپاژ منطقه، هدایتهیدرولیکی با روش کریجینگ درونیابی گردیده و در ۷ زون بـا مقـادیر اولیـه وارد مدل گردید. سپس با استفاده از مدلسازی معکـوس و مقایسـه سـطح آبزیرزمینـی در چـاههـای مشـاهدهای و سـطح آب زیرزمینی محاسبه شده در مدلسازی با هدف کمینهکردن اخـتلاف بـین دادههـای مشـاهداتی و پاسـخ مدل(کالیبراسـیون مدل)، دادههای اولیه Kبهینه و تصحیح گردیدند. با توجه به مطالب ارائه شده و با توجه به اینکه در اسـتان گلسـتان اصـلی ترین منبع تأمین آب، منابع آبزیرزمینی است و تقریباً از ظرفیت حداکثری آن برای امور مختلف استفاده میشو