مدلسازی هجوم آب شور و تعیین حد اینترفاز در آبخوان کویری دشت سرایان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

2 مؤسسه تحقیقات آب، وزارت نیرو، تهران، ایران.

3 دکتری، گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

10.22034/hydro.2024.61289.1314

چکیده

پیشروی آب شور در سفره­های آب شیرین، تنها به جزایر و سواحل اقیانوس­ها محدود نمی­شود، بلکه امکان دارد آبخوان­ها، از طریق پیشروی آب شور کویرها، باتلاق­ها و چاله­های آب شور غیر قابل استفاده شوند. در این مطالعه وضعیت بهره­برداری از دشت سرایان در اثر پیشروی آب شور از کویر از نظر کمی و کیفی با ارائه سناریوهای مدیریتی مورد بررسی، شبیه­سازی و پیش­بینی قرار گرفته است. بدین منظور برای شبیه­سازی وضعیت کمی آبخوان از مدل MODFLOW استفاده شد. سپس با استفاده از بسته MT3DMS مدل کیفی تهاجم آب شور و با استفاده از مدل SEAWAT شبیه­سازی تهاجم جبهه­های آب شور شبیه­سازی و پیش­بینی گردید. نتایج نشان داد که بیشترین تهاجم آب شور به میزان 750 متر در طول آبخوان در منطقه جنوب شرقی آبخوان سرایان اتفاق می­افتد و غلظت نمک در چاه­های بهره­برداری به میزان متوسط 160 میلی­گرم در لیتر افزایش خواهد داشت. نتایج سناریوهای بهره­برداری نشان داد که با کاهش پمپاژ چاه­های بهره­برداری به میزان 5 درصد، باعث کاهش تهاجم جبهه­های آب شور به میزان 700 متر، کاهش روند پیشروی آب شور در آبخوان دشت به میزان 1200 متر و افزایش غلظت نمک به میزان 464 میلی­گرم در لیتر خواهد شد که در مقایسه با فرض ادامه روند کنونی، 10 درصد کمتر است. از سوی دیگر، با کاهش برداشت از چاه­های بهره‌برداری به میزان 15 درصد، مقدار افت سطح آب آبخوان کاهش یافته و از متوسط غلظت نمک نیز به میزان 82 میلی­گرم در لیتر کاسته می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modeling saline water intrusion and determining the interphase boundary in the desert aquifer of Sarayan plain

نویسندگان [English]

  • Saman Javadi 1
  • Hamid Kardan moghaddam 2
  • Ali Mohammadi 3
1 Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Technology, University of Tehran, Iran
2 Water Research Institute, Ministry of Energy, Tehran, Iran
3 Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Technology, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

The advancement of saline water intrusion into freshwater tables is not limited to islands and ocean coasts, but it can also render aquifers unusable through the intrusion of saline water from deserts, marshes, and saline pits. This study examines the quantitative and qualitative impact of saline water intrusion from deserts on the Sarayan Plain, presenting managerial scenarios, simulations, and predictions. To simulate the quantitative status of aquifers, the MODFLOW model was utilized. Subsequently, the MT3DMS package was used to model the quality of saline water intrusion, and the SEAWAT model was employed to simulate and predict the intrusion fronts of saline water. The results indicate that the maximum intrusion of saline water occurs up to 750 meters along the aquifer in the southeast region of the Sarayan aquifer, with an average salt concentration increase of 160 milligrams per liter in extraction wells. The exploitation scenarios show that a 5% reduction in pumping from extraction wells leads to a decrease in the intrusion fronts by 700 meters, a reduction in the advancement of saline water in the plain aquifer by 1200 meters, and an increase in salt concentration by 464 milligrams per liter, which is 10% less compared to the current trend assumption. On the other hand, reducing the extraction from exploitation wells by 15%, leads to a decrease in the water table level, as well as an average salt concentration reduction of 82 milligrams per liter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aquifer
  • Hydrogeology
  • Management scenario
  • Salt concentration
  • SEAWAT model

مراجع

پارساصدر، ح.، ناصری، ح.، علیجانی، ف.، 1401. فرایندهای هیدروژئوشیمیایی و شیمی گازهای محلول در آبخوان گاریز، جنوب غرب استان یزد. هیدروژئولوژی. 7(2): 1-14.
جوادی، س.، کاردان مقدم, ح.، 1398. شبیه‌سازی سه بعدی تهاجم جبهه‌های آب شور در آبخوان‌های کویری با استفاده از مدلSEAWAT . مدیریت آب و آبیاری. 9 (1): 129-142.
سامانی، س.، بوستانی، ف.، ایرجی زاده، م.، 1399. استفاده از مدل ژئوشیمیایی معکوس و روش‏های هیدروژئوشیمی در جهت بررسی منشأ شوری آبخوان سروستان. هیدروژئولوژی.  5(1): 16-33.
شریفان، ف.، خزیمه­نژاد، ح.، 1398. پهنه­‌بندی و بررسی مخاطرات ناشی از برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت سرایان). نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران. 10(2): 146-162.
کاردان مقدم، ح.، بنی­حبیب، م ا.، 1396. بررسی اثرات زیست محیطی هجوم جبهه­های آب شور به آبخوان­های کویری (مطالعه موردی: استان خراسان جنوبی- آبخوان سرایان). آب و خاک. 31 (3): 673-688.
کمالی، ا.، نیک‌سخن، م ح.، 1396. توسعۀ مدلی برای محاسبۀ شاخص‎ پایداری کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی. اکوهیدرولوژی. 4 (4): 1071-1087.
نخعی نژاد، س.، زهتابیان، غ.، ملکیان، آ.، خسروی، ح.، 1396. بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت و کمیت آب‌های زیرزمینی دشت سرایان در خراسان جنوبی. تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 24(2): 268-279.
یوسفی، ح.، محمدی، ع.، نوراللهی، ی.، 1397. آنالیز کیفیت آب سد باباحیدر فارسان با استفاده از روش تحلیلی NSFWQI. پ‍‍ژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز. ۹ (۱۸) :۱۱-۱.
Abd-Elaty, I., Polemio, M., 2023. Saltwater intrusion management at different coastal aquifers bed slopes considering sea level rise and reduction in fresh groundwater storage. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 37(6), 2083-2098.
Aboelsoud, H.M., Habib, A., Engel, B., Hashem, A.A., Abou El-Hassan, W., Govind, A., Elnashar, A., Eid, M. and Kheir, A.M., 2023. The combined impact of shallow groundwater and soil salinity on evapotranspiration using remote sensing in an agricultural alluvial setting. Journal of Hydrology: Regional Studies, 47, p.101372.
Adimalla, N., Dhakate, R., Kasarla, A. and Taloor, A.K., 2020. Appraisal of groundwater quality for drinking and irrigation purposes in Central Telangana, India. Groundwater for Sustainable Development, 10, p.100334.
Barbieri, S., Antelmi, M., Panday, S., Baratto, M., Angelotti, A., and Alberti, L., 2022. Innovative numerical procedure for simulating borehole heat exchangers operation and interpreting thermal response test through MODFLOW-USG code. Journal of Hydrology, 614, 128556.
Braca, G., Bussettini, M., Ducci, D., Lastoria, B. and Mariani, S., 2019. Evaluation of national and regional groundwater resources under climate change scenarios using a GIS-based water budget procedure. Rendiconti Lincei. Scienze Fisiche e Naturali, 30, pp.109-123.
Gomaa, S. M., Hassan, T. M., and Helal, E., 2021. Assessment of seawater intrusion under different pumping scenarios in Moghra aquifer, Egypt. Science of the Total Environment, 781, 146710.
Grönwall, J., Danert, K., 2020. Regarding groundwater and drinking water access through a human rights lens: Self-supply as a norm. Water, 12(2), 419.
Langevin, C. D., Hughes, J. D., Provost, A. M., Russcher, M. J., and Panday, S., 2024. MODFLOW as a Configurable Multi‐Model Hydrologic Simulator. Groundwater, 62(1), 111-123.
Li, C., Gao, X., Li, S., and Bundschuh, J., 2020. A review of the distribution, sources, genesis, and environmental concerns of salinity in groundwater. Environmental Science and Pollution Research, 27, 41157-41174.
McDonald, M.G., Harbaugh, A.W., 1988. A modular three-dimensional finite-difference ground-water flow model. US Geological Survey. 588 p.
Mohammadi Arasteh, S., Shoaei, S.M., 2020. An assessment of the effects of excessive groundwater abstraction on the quality of groundwater resources of the Zanjan Plain, Iran. Environmental Earth Sciences, 79(23), p.523.
Nasiri, M., Moghaddam, H. K., and Hamidi, M., 2021. Development of multi-criteria decision-making methods for reduction of seawater intrusion in coastal aquifers using SEAWAT code. Journal of Contaminant Hydrology, 242, 103848.
Rao, N. S., Sunitha, B., Sun, L., Spandana, B. D., and Chaudhary, M., 2020. Mechanisms controlling groundwater chemistry and assessment of potential health risk: a case study from South India. Geochemistry, 80(4), 125568.
Sharan, A., Datta, B., Lal, A., and Kotra, K. K., 2024. Management of saltwater intrusion using 3D numerical modelling: a first for Pacific Island country of Vanuatu. Environmental Monitoring and Assessment, 196(2), 120.
Swain, S., Sahoo, S. and Taloor, A.K., 2022. Groundwater quality assessment using geospatial and statistical approaches over Faridabad and Gurgaon districts of National Capital Region, India. Applied water science, 12(4), p.75.
Venegas-Quiñones, H.L., Thomasson, M. and Garcia-Chevesich, P.A., 2020. Water scarcity or drought? The cause and solution for the lack of water in Laguna de Aculeo. Water Conserv. Manag, 4, pp.42-50.
هیدروژئولوژی
دوره 8، شماره 2
ناشر
اسفند 1402
صفحه 58-61

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار