برآورد هدایت هیدرولیکی و ضریب‌ذخیره آبخوان دشت شبستر با استفاده از مدل عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

10.22034/hydro.2022.13724

چکیده

ضریب هدایت هیدرولیکی و ضریب ذخیره آبخوان، ازجمله مهم­ترین ویژگی­های هیدرولیکی آبخوان­ها محسوب می­شوند. امروزه با توجه به پیشرفت­های نرم­افزاری، استفاده از مدل­های عددی در بهره­برداری از آبخوان­های آب زیرزمینی گسترش‌یافته است. مدل­سازی، یکی از بهترین ابزارها برای بررسی و شبیه­سازی وضعیت منابع آب است. از مزایای مدل­سازی می‌توان به تعیین هم‌زمان چند پارامتر مثل بار هیدرولیکی، مسیر جریان و غیره اشاره کرد. همچنین با استفاده از مدل­سازی، می‌توان عکس‌العمل حوضه را در مقابل تغییراتی از قبیل تغذیه طبیعی یا مصنوعی و میزان پمپاژ شبیه­سازی نموده و با اعمال راهکارهای مناسب، بهترین عملکرد سیستم را تعیین و در جهت مدیریت حوضه از آن استفاده کرد. در مطالعه حاضر، با استفاده از مدل عددی MODFLOW و رابط کاربری GMS برای شبیه‌سازی و واسنجی مدل، خصوصیات هیدرودینامیکی آبخوان دشت شبستر به­صورت منطقه­ای ارزیابی شد. پس واسنجی مدل مفهومی تولیدشده، ضرایب هیدرودینامیکی استخراج شد. بر این اساس مقادیر RMSE مربوط به بار هیدرولیکی برای حالت­های ماندگار و غیرماندگار به ترتیب 59/0 و 95/0 حاصل گردید. نتایج مستخرج از شبیه‌سازی بیانگر این بود که هرچه آبخوان ناهمگن­تر باشد، ضرایب هیدرودینامیکی نیز به‌تبع آن متنوع خواهد بود و این تنوع به علت وجود آبرفت­هایی با منشأ سازندهای زمین‌شناسی متنوع و تخلخل و نفوذپذیری مختلف، از روند خاصی پیروی نکرده و حتی ممکن است که در دونقطه نزدیک به­هم، تفاوت‌های چشمگیری وجود داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Estimation of Hydraulic conductivity and Specific storage of Shabestar Plain Aquifer Using Numerical model

نویسندگان [English]

  • Mohammad Khaledi Alamdari 1
  • Abolfazl Majnooni Heris 2
  • َAhmad Fakheri Fard 3
1 MSc of Irrigation and Drainage, Water Engineering Department, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Associate Professor of Irrigation and Drainage, Water Engineering Department, University of Tabriz, Tabriz, Iran
3 Professor of Water Resources, Department of Water Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Hydraulic conductivity and Specific storage are known as the most important hydraulic characteristics of aquifers. Recently, due to software advances, the use of numerical models in the operation of groundwater aquifers has expanded. Modeling is one of the best tools for studying and simulating the state of water resources. One of the advantages of modeling is the simultaneous determination of several parameters such as hydraulic head, flow path and etc. Likewise, via modeling, it is possible to simulate the reaction of the basin against changes such as natural or artificial recharge and the amount of pumping, and by applying appropriate solutions, determine the best performance of the system then use it to manage the basin. In the present study, MODFLOW numerical model and GMS user interface were utilized to simulate and calibrate the model. Accordingly, the hydrodynamic properties of the Shabestar plain aquifer were evaluated regionally. As a result, the RMSE values of hydraulic head for the steady-state and non-steady-state models were 0.59 (m) and 0.95 (m), respectively. The obtained results demonstrated that the more heterogeneous the aquifer, the more diverse the hydrodynamic coefficients will be, and this variation does not follow a specific trend due to the existence of geological formations, the density and the porosity of the formations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aquifer
  • Hydrodynamic coefficients
  • Modeling
  • Transmissivity

مراجع

آبایی، ع.، قاهری، ع. و سعیدی، م.، ۱۳۹۰. تهیه الگوریتم بهره‌برداری بهینه از آبخوان به‌منظور تعدیل غلظت آلاینده‌ها. فصلنامه آب و فاضلاب، 22(4):132-138.
آبدار اصفهانی، س.، کلانتری، ن.، 1392. بررسی هیدروژئولوژیکی سفره آب زیرزمینی دشت قم. سی و دومین گردهمایی و نخستین کنگره بین‌المللی تخصصی علوم زمین. سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور. 27 بهمن 1392، نهران.
بانژاد، ح.، محب زاده، ح.، قبادی، م.، حیدری، م.، 1392. شبیه‌سازی عددی جریان و انتقال آلودگی در آب‌های زیرزمینی مطالعه موردی: آبخوان دشت نهاوند. دانش آب‌وخاک، 23(2):43-57.
چیت‌سازان، م.، کشکولی، ح.ع.، 1381. مدل‌سازی آب‌های زیرزمینی و حل مسائل هیدروژئولوژی. انتشارات دانشگاه چمران اهواز.
خالدی علمداری، م.، مجنونی هریس، ا.، فاخری فرد، ا.، 1397. تعیین هدایت هیدرولیکی بر اساس قابلیت انتقال تصحیح‌شده و تأثیر تراکم چاه‌ها و مازاد برداشت آب بر آبخوان دشت شبستر. هیدروژئولوژی. 3(2):19-32.
دهقانی، ر.، پورحقی، ا.، ترابی، ح.، 1395. پیش‌بینی سطح نوسانات آب‌های زیرزمینی با شبکه‌های بیزین (مطالعه موردی). فضای جغرافیایی. 16(56):۱۸۵-۲۰۰.
رضایی بنفشه، م.، جلالی عنصرودی، ط.، حسن‌پور اقدم بگلو، م.، 1396. تحلیل و مدل‌سازی تغییرات سطح آب زیرزمینی حوضه آبریز تسوج با استفاده از فرآیند اتورگرسیو میانگین متحرک. فضای جغرافیایی، 17(57):۲۷۳-۲۸۷.
سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی، 1392. دستورالعمل تعیین محل و نظارت بر حفر چاه‌های آب در آبرفت و سازندهای سخت، سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی، نشریه شماره 557.
صفوی، ح.ر.، 1390. هیدرولوژی مهندسی. چاپ سوم. انتشارات ارکان دانش.
عابدی، ج.، گلابچیان، م.، 1394. برآورد ضرایب هیدرودینامیک منابع آب زیرزمینی حوضه آبخیز کوهپایه سگزی با استفاده از مدل MODFLOW. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، شماره 72، 281-292.
قشقایی نژاد، س.، چیت‌سازان، م. و میرزایی، س.ی.، 1395. تخمین پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان با استفاده از مطالعات ژئوالکتریکی (مطالعه موردی: آبخوان گلگیر، خوزستان). هیدروژئولوژی، 1(2):24-37.
مرادی، ک.، اسپهند، م.ر.، 1390. بررسی هیدروژئولوژیکی دشت جایدر به‌منظور تعیین خصوصیات هیدرودینامیکی سفره آب. سی و مین گردهمایی علوم زمین. دانشگاه آزاد واحد تهران شمال. 146-158.
نخعی، م.، حسن­نیا، ا.، 1398. تخمین پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان دشت اوان در نقاط نامشخص با استفاده از منطق فازی. هیدروژئولوژی، 4(1):1-13.
وزارت نیرو، 1393. گزارش بیلان منابع آب محدوده مطالعاتی شبستر-صوفیان. مهندسین مشاور آب و توسعه پایدار، وزارت نیرو.
Ahlfeld, D.P., Barlow, P.M. and Mulligan, A.E., 2005. GWM-A ground-water management process for the U.S. Geological Survey modular ground-water model (MODFLOW-2000). U.S. Geological Survey Open-File Report, 2005-1072. 124 p.
Anderson, M., and Woessner, W., 1992. Applied groundwater modeling flow and adjective transport. Academic Press, San Diego, 381 p.
Dewandel, B., Jeanpert, J., Ladouche, B., Join, J.L. and Marechal, J.C., 2017. Inferring the heterogeneity, transmissivity and hydraulic conductivity of crystalline aquifers from a detailed water-table map. Journal of Hydrology. 550: 118–129.
George, N.J., Atat, J.G., Umoren, E.B. and Etebong, I., 2017. Geophysical exploration to estimate the surface conductivity of residual argillaceous bands in the groundwater repositories of coastal sediments of EOLGA. Nigeria. NRIAG Journal of Astronomy and Geophysics.
Lubezynski, M.W., 2006. Sustainability of groundwater resources and its indicators. IAHS,1 :1-67.
Sinton, P., Flynn, J., Dixon, R., Bonton, D., Smith, L. and Moreno, J., 2011. Modflow and more 2011-Integrated Hydrologic Modeling. International Groundwater Modeling Center (IGWMC). 4-7 Jun 2011, Golden, United States.
Tetreault, M., and Hulley, M., 2011. Modflow and more 2011-Integrated Hydrologic Modeling. International Groundwater Modeling Center (IGWMC). 4-7 Jun 2011, Golden, United States.
Todd, D.K. and Mays, L.W., 2005. Groundwater Hydrology. John Willey & Sons (Ed), 3:413-448
Wang, S., Shao, J., Song, X., Zhang, Y., Huo, Z. and Zhou, X., 2008. Application of MODFLOW and geographical information system to groundwater flow Simulation in North Plain, China". Environmental geology, 55:1449-1462.
Wang, W., Wang, Y., Sun, Q., Zhang, M., Qiang, M.L., 2018. Spatial variation of saturated hydraulic conductivity of a loess slope in the South Jingyang Plateau, China. Engineering Geology, 236: 70-78.
هیدروژئولوژی
دوره 7، شماره 1
ناشر
شهریور 1401
صفحه 42-52

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار