چکیده

سدهای زیرزمینی اساسا یک رویکرد بسیار مفید برای افزایش ذخیره آب موجود در آبخوان ها محسوب می شوند. همچنین این سدها می توانند در کنترل سطح آبهای زیرزمینی مفید واقع شوند. برای مثال ساخت یک سد زیرزمینی در یک آبخوان ساحلی باعث می شود تغذیه آبی که به سمت دریاجاری می شود کاهش یافته ودر عوض باعث افزایش ذخیره آبی آبخوان شود. در این مقاله سعی شده است توضیحاتی راجع به سدهای زیرزمینی ، انواع و فواید آنها آورده شود وسپس دو مثال موردی تحت آنالیز قرار گیرد. در مثال اول یک آبخوان فرضی بررسی شده و در مثال دوم یک آبخوان واقعی همراه با اطلاعات منطقی مورد توجه قرار گرفته است و شبیه سازی عددی برای شناخت تاثیر سد روی رفتار آبهای زیرزمینی به کار گرفته شده است . هر دو مثال موثر یا عدم موثر بودن سدهای زیرزمینی را به عنوان یک ابزار قابل توسعه برای ذخیره آب تشریح می کند.

واژه های کلیدی : سدهای زیرزمینی ، سطح آب زیرزمینی ، شبیه سازی عددی ، آبخوان ساحلی

مقدمه

با توسعه همه جانبه آبهای سطحی وپیشرفت و ارتقاء سد سازی، مشخص شد آبهای سطحی به تنهایی پاسخگوی نیـاز آبـی جوامع نیست بنابراین استفاده از آبهای زیرزمینی مورد توجه قرار گرفت. گذشته از ایـن در منـاطق خشـک ، جـایی کـه منـابع آبهای سطحی بسیار کمیابند یا حتی وجود ندارند ، آبهای زیرزمینی تنها منـابع موجـود مـی باشـند. اسـتفاده وتوسـعه آبهـای زیرزمینی نیاز به روشی دارد که برای یک زمان نامحدود ادامه داشته باشد بدون آنکه باعث پی آمدهای اقتصـادی ، اجتمـاعی و زیست محیطی غیر قابل قبول شود(. (Alley et al.1999 در دهه جاری توانایی منابع آب یکی از دغدغه ها و نگرانی های کشور هاست و حرکت به سمت استفاده از آبهای زیرزمینی اجتناب نا پذیر است.

کنفرانس Rio در سال ۱۹۹۲ به منظور تولید منابع آب بیشتر، اجرا وپیاده سازی سدهای زیـر سـطحی را بـه عنـوان اولـین هدف در دستور جلسه شماره ۲۱ خود قرار داد. سدهای مذکور برای استفاده به عنوان ذخایر آب با مقیاس کوچـک در منـاطق خشک و نیمه خشک مناسب هستند. این سدها برای آبیاری محصـولات کشـاورزی ، بـالا آوردن تـراز آب زیرزمینـی و کـاهش میزان تبخیراستفاده می شوند((Beaumont and Kluger,1973 .سدهای آب زیرزمینی ممکن است روشی مفید برای مقابلـه بـا بیابان زدایی نیز باشد.

مروری بر سدهای زیرزمینی

یک سد زیرزمینی سازه ای است که مانع جریان های طبیعی آبهای زیرزمینی می شود و آب را زیر لایه های سطحی خـاک ذخیره می کند. به طور اساسی دو نوع سد زیرزمینی وجود دارد:
(a سدهای زیرسطحی

(b سدهای ذخیره شنی

یک سد زیر سطحی زیر تراز زمین ساخته می شودو مانع ورود آب به سفره طبیعی می گردد در حالی که یـک سـد ذخیـره شنی آب را در رسوبات نگه می دارد و باعث جمع شدن خودبخودی آب در آن مکـان مـی شـود((Hanson and Nilsson,1986
.مقطع عرضی یک سد زیر سطحی ویک سد ذخیره شنی به ترتیب در شکل ۱ و ۲ نشان داده شده است.

شکل :(۱) نوعی سد زیر سطحی

شکل :(۲) نوعی سد ذخیره شنی

سد زیر سطحی

اساس ساخت سد زیر سطحی بسیار ساده است : ترانشه ای از این سوی دره به آن سـوی آن اسـت کـه از پـایین بـه سـنگ بستر یا لایه نفوذ ناپذیر می رسد. در ترانشه یک دیوار نفوذ ناپذیر یا سد ساخته می شود و دوباره با مواد حفاری پـر مـی شـود. بدین ترتیب یک مخزن زیرسطحی ایجاد می شود که در فصل مرطوب آب را نگه می دارد و می تواند به عنـوان یـک منبـع آب در فصول خشک سال استفاده می شود. مواد مختلفی برای ساخت سدها استفاده می شود تا لایه ای نفوذناپذیر ایجاد شود مثل رس ، بتن ، دیوار سنگی ، بتن مسلح ، آجر ، پلاستیک ، نمد قیر اندود ، ورقه های فولادی و . (Nilsson,1988) PVC

نفوذ ناپذیری همچنین می تواند به وسیله صفحه تزریق شده به دست می آید. انتخاب اینکه کـدام روش مناسـب اسـت بـه فاکتورهایی مثل شرایط هیدرولوژی محلی ، وجود و قیمت مصالح ، سهولت ساخت سد ، نیاز به نیروی انسانی چیره دسـت و …
بستگی دارد. در شکل ۳ بعضی از انواع سدهای زیر سطحی نشان داده شده است. متوسط ارتفاع سـدهای زیرسـطحی بـه طـور کلی بین ۲ تا ۶ متر متفاوت است . (Nilsson1988) به هر حال تزریق صفحه می تواند تا ۱۰ متر یا بیشتر ادامه یابـد کـه ایـن روش در Cesme در Izmir ترکیه برای جلوگیری از نفوذ آب دریا به منابع آب شـیرین انجـام شـده اسـت. (Sargin,2003 and

.Kocabas,2003)

شکل :(۳) انواع سد زیر سطحی (aخاکریز رسی ، (bسدبتنی ، (cسد دیوار سنگی ، (d سد بتن مسلح ، (e دیوار آجری گچ اندود ، (f ورقه های نمدی قیر اندود یا پلاستیکی ، PVC(g و (h صفحات تزریق شده((Nilsson andHanson1986

انتهای بالایی سد زیرزمینی معمولا در عمقی زیر سطح نگه داشته می شود تا از ایجاد مـانع بـرای عبـور آب در روی سـطح زمین اجتناب شود. آب به کمک چاه که می تواند در مخزن جاگذاری شود و اگر شرایط توپوگرافی اجـازه دهـد بـا کمـک لولـه های آب ثقلی استخراج می شود (شکل. (۴

شکل :(۴)پیشنهادات استخراج آب از یک سد زیر سطحی

بــا اســتفاده از اســتخراج ثقلــی از مشــکلاتی نظیــر نصــب پمــپ ، اجــرا و نگهــداری و پشــتیبانی تجهیــزات اجتنــاب مــی شود(. (Nilsson,1988 سد های زیر سطحی به طور کلی در انتهای فصل خشک وقتی که مینیمم آب در آبخوان اسـت سـاخته می شوند. در طی کار نیز باید مکان از آب خالی شود و زهکشی انجام شود.