تعیین هدایت هیدرولیکی بر اساس قابلیت انتقال تصحیح ‌شده و تأثیر تراکم چاه ها و مازاد برداشت آب بر آبخوان دشت شبستر

نوع مقاله : Research Paper

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد کشاورزی گرایش آبیاری و زهکشی، دانشگاه تبریز

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، ایران

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، ایران

چکیده

      دشت شبستر در شرق حوضه آبریز دریاچه ارومیه واقع شده که به منظور مطالعه آب‌ زیرزمینی و به دست آوردن ویژگی‌های هیدرولیکی آبخوان این دشت، آزمایش­های پمپاژ بر روی چاه‌های بهره‌برداری و اکتشافی موجود در منطقه صورت گرفته است. با تعیین و تعمیم پارامتر قابلیت انتقال و هدایت هیدرولیکی به محدوده مورد مطالعه می­توان بهترین مکان­ها برای استحصال آب زیرزمینی را تعیین نمود و از وارد آمدن خسارات جبران‌ناپذیر به آبخوان بر اثر برداشت نامتعارف جلوگیری به عمل آورد. برای افزایش صحت و دقت آزمایش پمپاژ، بایستی چاه‌های انتخابی از نوع کامل بوده و به طور کامل در داخل آبخوان حفرشده باشند اما به علت در دسترس نبودن ضخامت آبخوان در هنگام حفاری، بسیاری از چاه‌های مورد استفاده در آزمایش­های پمپاژ از نوع ناقص بوده و با ایجاد مقاومت در برابر جریان ورودی به چاه‌های ناقص، مقادیر قابلیت انتقال محاسبه‌شده کمتر از واقعیت برآورد می­شود. در این تحقیق پس از محاسبه دقیق سنگ ‌بستر با کمک سونداژهای الکتریکی و لاگ­های حفاری، ضخامت آبخوان در محل چاه‌های مورد استفاده در آزمایش­های پمپاژ تعیین و ضریب قابلیت انتقال چاه‌هایی که به صورت ناقص حفرشده بودند با رابطه کوزنی تصحیح گردید. سپس هدایت هیدرولیکی محاسبه و برای تمام محدوده مطالعاتی بسط داده شد. میانگین ضریب قابلیت انتقال کل آبخوان دشت شبستر برابر 410 مترمربع بر روز و متوسط هدایت هیدرولیکی آن 52/4 متر بر ثانیه تعیین گردید. بررسی موقعیت و برداشت چاه‌های بهره­برداری و تأثیرگذاری این روند استحصال بر روی تراز آب زیرزمینی دشت شبستر، نشان داد که تراکم چاه‌های بهره­برداری در مناطقی که آبخوان دارای هدایت هیدرولیکی نسبی کمتری می­باشد افت موضعی شدیدی در تراز آب زیرزمینی آبخوان این دشت ایجاد نموده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Hydraulic Conductivity Based on Corrected Transmissivity and the Effect of Wells Density and Excess Water Harvesting on Shabestar Plain Aquifer

نویسندگان [English]

  • Mohammad Khaledi 1
  • Abolfazl Maajnooni 2
  • Ahmad Fakheri Fard 3
1 MSc Student of Irrigation and Drainage Engineering, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
2 Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
3 Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
چکیده [English]

      Shabestar plain is located in the east of the Urmia Lake basin. For study of groundwater and for obtaining aquifer hydraulic properties of Shabestar plain aquifer, pumping tests have been carried out on available utilization and experimental wells. The best locations for groundwater harvesting could be determined by estimating and generelizing of hydraulic transmissivity and conductivity parameters and irreparable damages to the aquifer because of unusual harvesting could be prevented. In order to increase the validity and accuracy of the pumping test, the selected wells should be fully penetrated wells. But, due to the unavailability of aquifer thickness during drilling, many drilled wells were incomplete, which were used in pumping tests. So, with generation of resistance against inflow the calculated transmissivity was less than the actual value. In this research, after accurate estimation of bedrock position using electrical resistivity and drilling logs, the aquifer thickness was determined in the location of wells for using in the pumping test, and transmissivity coefficients of incomplete wells were corrected by Kozeny's equation. Then hydraulic conductivity was calculated and interpolated to whole area. The average transmissivity coefficient and average hydraulic conductivity of the Shabestar Plain aquifer were 410 m2/d and 4.52 m/s, respectively. Investigating position and discharge rate of wells and the impact of this kind of harvest on the groundwater level showed that the high density of harvesting wells located in low hydraulic conductivity areas led to severe local drop in the groundwater level of the Shabestar plain aquifer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater level
  • Hydrograph
  • Kozeny's coefficient
  • Pumping test
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، 42-50.
احمدی، ف.، علیجانی، ف.، ناصری، ح.، 1396. کاربرد روش‌های سنجش ‌ازدور و ژئوالکتریک در اکتشاف آب‌های زیرزمینی مناطق کارستی جنوب کوهدشت، لرستان، هیدروژئولوژی، سال دوم، شماره2، 29-43.
برزگر، ر.، اصغری مقدم، ا.، ندیری، ع.، فیجانی، ا. 1393. استفاده از روش‌های مختلف فازی برای بهینه‌سازی مدل دراستیک در ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان دشت تبریز. فصلنامه زمین‌شناسی و محیط‌زیست، سال بیست و چهارم، شماره 95، 211-222.
چیت‌سازان، م.، کشکولی، ح.ع. 1381. مدل‌سازی آب‌های زیرزمینی و حل مسائل هیدروژئولوژی. انتشارات دانشگاه چمران (اهواز). 680 ص.
سالاری، ه. 1394. بررسی خواص هیدرولیکی بر روی آبدهی منابع آب زیرزمینی دشت بم. فصلنامه زمین‌شناسی محیط‌زیست، سال نهم، شماره 33. 93-103.
شمسائی، ا. 1391. هیدرولیک جریان آب در محیط‌های متخلخل، مهندسی زهکشی. جلد اول، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 392 ص.
صفوی، ح­ ر. 1390. هیدرولوژی مهندسی. چاپ سوم. انتشارات ارکان دانش.724 ص.
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، سال نوزدهم، شماره 72، 281-292.
قشقایی‌نژاد، س.، چیت‌سازان، م. و میرزایی، س. ­ی. 1395. تخمین پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان با استفاده از مطالعات ژئوالکتریکی. هیدروژئولوژی، سال اول، شماره2، 24-37.
مرادی، ک.، اسپهند، م.ر. 1390. بررسی هیدروژئولوژیکی دشت جایدر به منظور تعیین خصوصیات هیدرودینامیکی سفره آب. سی و مین گردهمائی علوم زمین، دانشگاه آزاد واحد تهران شمال، 146-158.
مهندسین مشاور آب و توسعه پایدار. 1393. مطالعات بهنگام سازی بیلان منابع آب محدوده‌های مطالعاتی حوضه آبریز دریاچه ارومیه منتهی به سال آبی 90-89.
غفوری خرانق، س. 1391. تعیین مناسب‌ترین روش تخمین ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، گروه مهندسی آب، دانشگاه تهران. 109 ص.
Aslam, R.A., Shrestha, S., Parsad Pandey, V. 2018. Groundwater vulnerability to climate change: A review of the assessment methodology, Science of the Total Environment. 612: 853-875.
Dewandel, B., Jeanpert, J., Ladouche, B., Join, J.L., 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.
Norouzi, H., Nadiri, A.A., Moghaddam, A.A., Gharekhani, M. 2018. Comparing Performans of Fuzzy Logic, Artificial Neural Network and Random Forest Models in Transmissivity Estimation of Malekan Plain Aquifer, Journal of ecohydrology. 5(3): 739-751. doi.org/10.22059/ije.2018.239914.707
Jacob, C. 1950. Flow of groundwater. Engineering hydraulics, 5,321 p.
Kozeny, j. 1933. Theorie und berechnung der brunnen wasserkraft und wassenwirtschaft. 28: 86-116.
Kresic, N. 2007. Hydrogeology and groundwater modeling. 2ed. CRC Press. 830 p.
Todd, D. K. 1980. Groundwater hydrology, 2 edition. John Wiley & sons, New York. 552 p.
Walton, W. C. 1987. Groundwater pumping tests. Lewis Publishers, Inc., U.S.A. 203 p.
Wang, W., Wang, Y., Sun, Q., Zhang, M., Qiang, M.L. 2017. Spatial variation of saturated hydraulic conductivity of a loess slope in the South Jingyang Plateau, China, Engineering Geology, Available online 2 August.