بررسی اثر تغذیه‌ی مصنوعی به روش چاه تزریق بر تراز آبخوان آزاد با استفاده از مدل عددی MODFLOW (مطالعه موردی: دشت بیرجند)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند ایران

2 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

3 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه بیرجند

چکیده

با توجه به افت تراز سطح ایستابی در بسیاری از آبخوان‌های ایران به دلیل برداشت‌های بی‌رویه از این منابع، اجرای طرح احیاء و تعادل‌بخشی جهت مدیریت آبخوان‌ها به ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک حائز اهمیت است. از جمله راهکارهای مدیریتی موجود در این طرح که سبب ذخیره‌ آب به صورت مستقیم در آبخوان‌ها می‌گردد تغذیه‌ی مصنوعی به روش چاه تزریق می‌باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر چاه‌های تزریق بر تراز آبخوان آزاد دشت بیرجند در شرایط غیرماندگار با استفاده از مدل عددی MODFLOW-2000 و براساس تزریق حجم رواناب سالانه‌ی دشت می‌باشد. در این راستا ابتدا اطلاعات مربوط به مشخصات هیدرودینامیکی آبخوان شامل هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه، چاه‌های مشاهده‌ای، چاه‌های برداشت، تغذیه از سطح، رقوم ارتفاعی آبخوان، سنگ کف و زهکش تهیه گردید. سپس تراز سطح ایستابی آبخوان با مدل MODFLOW-2000 در نرم‌افزار GMS 7.1 در حالت ماندگار و در محیط اشباع در طول سال آبی90-89 شبیه‌سازی شد. پس از شبیه‌سازی، مدل ایجاد شده با روش کالیبراسیون دستی واسنجی و نتایج حاصل از حالت ماندگار به عنوان ورودی به مدل غیرماندگار وارد و سپس واسنجی شد. همچنین تحلیل حساسیت مدل نسبت به پارامترهای هدایت هیدرولیکی و ضریب آبدهی ویژه بررسی و صحت مدل در بازه‌ی زمانی 91-90 مورد ارزیابی قرار گرفت. در انتها سناریوی مدیریتی تغذیه‌ی مصنوعی با استفاده از روش چاه تزریق با در نظر گرفتن 20 چاه با دبی معادل 61/1909 مترمکعب بر روز به ازای هر چاه در مدت زمان یک سال به مدل اضافه گردید. نتایج صحت‌سنجی توانایی مدل در شبیه‌سازی تراز سطح ایستابی را در شرایط غیرماندگار نشان می‌دهد. همچنین شبیه‌سازی طرح تغذیه‌ی مصنوعی به روش چاه تزرق نشان داد که با اجرای این سناریو تراز سطح ایستابی در تمامی چاه‌های مشاهده‌ای به طور میانگین به میزان 77 سانتی‌متر افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the artificial recharge effect by injection well on the level of unconfined aquifer using the MODFLOW model (case study: Birjand plain)

نویسندگان [English]

  • fatemeh poursalehi 1
  • Abolfazl Akbarpour 2
  • seyyed reza hashemi 3
1 Water Engineering department, Faculty of Agriculture, Birjand University, Birjand, Iran
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, University of Birjand., Birjand., Iran
3 Assistant Professor of Water Engineering Department, University of Birjand, Iran
چکیده [English]

According to the reduction of water level in many aquifers of Iran due to irregular extractions from these sources, implementation of the restoration and balancing plan for aquifer management is important particularly in arid and semi-arid regions. Artificial recharge by injection well is one of the management strategies available in this project that directly stores water in aquifers. The purpose of this study was to investigate the effect of injection wells on the unconfined aquifer of Birjand plain using MODFLOW-2000 numerical model in unsteady state conditions and based on injection of the annual runoff volume of the plain. In this regard, information about hydrodynamic characteristics of aquifer including hydraulic conductivity and specific yield, observation wells, extraction wells, aquifer surface recharge, top elevation of aquifer, bedrock and drainage was prepared then level of aquifer with The MODFLOW-2000 model was simulated in GMS 7.1 in steady state and saturated environment during 2010-2011. After simulation, the model was calibrated by manual calibration method and the results of steady state was entered as input of unsteady model and was validated in the 2011-2012 period. At the end, Artificial recharge management scenario was added to the model by injection well method with using 20 wells with discharge equal to 1909.61 m3/day for each well in one year. The validation results show the model's ability to simulate water level under unsteady conditions. Also, simulation of artificial recharge plan with injection wells showed that by applying this scenario, the level of water in all observation wells will increase on average 77 cm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • GMS 7.1 Software
  • Injection Well
  • MODFLOW-2000 Model
  • Reconstruction and Balance Production Plan
  • Water Table