Effects of evaporation rate on groundwater level and drainage coefficient by means of HYDRUS-2D software (Case study: Interception drain of Qazvin plain)

Document Type : Research paper

Authors

1 M.Sc. student of Irr. & Dra. Eng., Water Sci. & Eng. Dept., Faculty of Agri. & Natural Res. Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran

2 Assistant Prof. Water Sci. & Eng. Dept., Faculty of Agri. & Natural Res. Imam Khomeini International University, Qazvin Iran

3 Associate Prof. Water Sci. & Eng. Dept., Faculty of Agri. & Natural Res. Imam Khomeini International University Qazvin, Iran

Abstract

Fresh groundwater overexploitation causes many problems the most important of which are saline water expansion to upstream lands and enhancing salt concentration in shallow groundwater conditions. Interceptor drains can control salinity expansion and decrease saline water hydraulic gradient to freshwater resources. Also, in arid and semi-arid regions evaporation plays an important role in decreasing hydraulic head. In this research, HYDRUS-2D has been used in order to assess the effect of evaporation on groundwater depth and drainage coefficient in Abyek interception drain. This salt marsh has located in the southeast of Qazvin and the purpose of installing an interceptor drain in this area is to lower the saline groundwater level and control the salinity expansion till upstream lands gradually improve by soil leaching due to rainfall and groundwater flow and drainage outflow. Simulation has been done in 90 days for three soil texture: clay, loam and sand and four evaporation rate including: low, medium, high (0.2, 1, 2.5 ) and without evaporation. Results showed that clay evaporation has a significant role in causing a decrease in water table level and drainage coefficient. As the evaporation rate increased from 0 to 0.2  groundwater level drop increased by 16.5% and the drainage coefficient decreased by 20.6%. in loamy soil, these values were 1.9% and 1.7%, respectively. As a result, the effect of evaporation is less in loamy soil and a low evaporation rate can be ignored. Also, low and medium evaporation rates in sandy soils are ineffective in causing groundwater level decrease and reducing drainage coefficient. While high evaporation rate with a 6.9% increase in water level fall and a 15.7% decrease in drainage coefficient is effective and should be measured accurately and considered in the simulation. The results of this study are consistent with the work of researchers who have worked in related fields and it is suggested that special attention should be paid to the effect of evaporation in drainage studies especially in clay soils. 

Keywords

References

آروین، ع.، حلبیان، ا.، بهارلو، م.، 1395. اثر نوسانات اقلیمی و برداشت آب بر تغییرات تراز آب زیرزمینی دشت دامنه. مخاطرات محیط طبیعی، 5(7): 47-67.
بایبوردی، م.، 1385. فیزیک خاک. انتشارات دانشگاه تهران. 676 ص.
جعفری، م.، ستوده­نیا، ع.، 1395. بررسی اثر زهکش حائل شوره‌زار قزوین بر سطح ایستابی منطقه با استفاده از مدل Seep/W تحقیقات آب‌وخاک ایران، 47(2): 237-245.
حمزه، س.، ناصری، ع.، کشکولی، ح.، 1389. تأثیر تبخیر و تعرق بر میزان افت سطح ایستابی و فاصله زهکش‌های پلکانی. سومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی، اهواز، دانشگاه شهید چمران اهواز.
سلطانی، م.، رحیمی خوب، م.، ستوده نیا، ع.، اکرم، م، 1396. کاربرد نرم‌افزار HYDRUS-2D برای شبیه‌سازی سامانه زهکشی خشک. پژوهش آب در کشاورزی (علوم خاک و آب)،‌ 31(4): 595-607.
سلمان­پور، ح.، صالحی، آ.، محمدی، م.، محنت کش، ج.، طباطبایی، ع.، 1397. مدل‌سازی تغییرات شوری خاک به‌منظور پیش‌بینی تغییرات تناسب سرزمین در برخی مزارع گندم و جو در منطقه نی‌ریز استان فارس. مهندسی زراعی، 41(1): 89-103.
سازمان جهاد کشاورزی استان قزوین، 1389. مطالعات زهکشی حاشیه شوره‌زار قزوین. شرکت مهندسین مشاور سامان آبراه-کاماب پارس.
شمسایی. ا، 1377. هیدرولیک جریان آب در محیط های متخلخل-مهندسی آب های زیرزمینی(جلد دوم)، 560 ص.
شمسی‌پور، ح.، محمدی، ع.، 1385. تأثیر خشکسالی‌های اخیر در افت منابع آب زیرزمینی دشت‌های شمال همدان. پژوهش‌های جغرافیایی، 45(35): 115-130.
محمدی، ا.، دلبری، م.، 1394. شبیه‌سازی حرکت آب و نمک در خاک با استفاده از نرم‌افزار. HYDRUS-1D دانش آب‌وخاک، 25(1): 67-78.
 میرعباسی نجف‌آبادی، ر.، ستاری، م.، برقی ولینجق، و.، 1395. شبیه‌سازی و مدیریت بهره‌برداری از آب زیرزمینی دشت عجب‌شیر. هیدروژﺋولوژی، 1(1): 57-75.
نخعی. م، 1398. تعیین پارامترهای جریان، انتقال مواد محلول و حرارت با انجام آزمایش‌های نفوذ در خاک‌های سیلتی و ماسه‌ای. هیدروژﺋولوژی، 4(2): 157-170.
 نیکبخت. ج، ذوالفقاری. م، نجیب. م، 1395. پیش‌بینی سطح آب زیرزمینی دشت تسوج-آذربایجان شرقی با کمک شبکه‌های عصبی مصنوعی. هیدروژﺋولوژی، 1(2): 99-115.
Balugani, E., Lubczynski, M., Reyes-Acosta, L., Van  Der Tol, C., Francés, A., Metselaar, K., 2017. Groundwater and Unsaturated Zone Evaporation and Transpiration in a Semi-Arid Open Woodland. Journal of Hydrology, 547: 54–66.
Ebrahimian, H., Noory, H., 2015. Modeling Paddy Field Subsurface Drainage Using HYDRUS-2D. Paddy and water environment, 13(4): 477–485.
Shunjun, H., Gan, Y., Chen. Y., 2018. Comparing Phreatic Evaporation at Zero Water Table Depth with Water Surface Evaporation. Journal of Arid Land, 10(6): 968–976.
Sejna, M., Simůnek, J., Genuchten, M.V., 2011. User Manual. SpringerReference: 322 p.
Weifeng, Y., Liu, X., Wang, T., Chen, X., 2016. Impacts of Water Saving on Groundwater Balance in a Large-Scale Arid Irrigation District, Northwest China. Irrigation Science, 34(4): 297–312.
Hydrogeology
Volume 6, Issue 2
Publisher
March 2022
Pages 67-78

Files

Share

How to cite

Statistics