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

Document Type : Original Article

Authors

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

Abstract

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.

Keywords

References

اکبرپور، ا.، صادقی، ش.، فروغی­فر، ح.، شهیدی، ع. 1394. مقایسه­ی روش­های مکان­یابی مناطق مستعد جمع­آوری باران به کمک سیستم پشتیبانی تصمیم (SSD) مبتنی بر GIS. مجله جغرافیا و توسعه، شماره 39، صفحات 147-163.
پناهی، م.، میثاقی، ف.، عسگری، پ. 1397. شبیه­سازی و تخمین نوسانات سطح آب زیرزمینی با استفاده از GMS (بررسی موردی دشت زنجان). فصلنامه علوم محیطی، دوره شانزدهم، شماره 1، صفحات 1-14.
فرپور، ا.، رمضانی، ی.، اکبرپور، ا. 1397. شبیه­سازی عددی روند تغییرات کروم در آبخوان دشت بیرجند. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، جلد 12، شماره 5، صفحات 1203-1216.
قبادیان، ر.، بهرامی، ز. 1395. بررسی عددی اعمال سناریوهای کمی و کیفی بر آبخوان دشت خزل استان همدان با مدل­های MODFLOW و MT3DMS. مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، دوره 69، شماره 4، صفحات 1043-1062.
قدرتی، م.، برزگری، ف. 1395. مدل­های ریاضی آب­های زیرزمینی آموزش کاربردی مدل GMS 7.1. چاپ دوم، انتشارات سیمای دانش.
کاردان­مقدم، ح.، بنی­حبیب، م.ا.، جوادی، س. 1396. تحلیل پایداری کمی سامانه­ی آبخوان (مطالعه موردی: خراسان جنوبی-آبخوان بیرجند). نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 31، شماره 6، صفحات 1587-1601.
کردوانی، پ. 1391. منابع و مسائل آب در ایران. جلد اول، انتشارات دانشگاه تهران.
محتشم، م.، دهقانی، ا.ا.، اکبرپور، ا.، مفتاح­هلقی، م. 1396. ارزیابی شبکه عصبی مصنوعی و مدل عددی MODFLOW در پیش­بینی سطح ایستابی (مطالعه موردی: خراسان جنوبی-دشت بیرجند). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، جلد 11، شماره 1، صفحات 1-10.
محمودیان­شوشتری، م. 1394. هیدرولیک آب­های زیرزمینی. چاپ اول، دانشگاه شهید چمران اهواز.
همراز، ب.س.، اکبرپور، ا.، پوررضابیلندی، م. 1394. تحلیل عدم قطعیت پارامتری مدل MODFLOW توسط روشGLUE  (مطالعه موردی: دشت بیرجند). نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک. دوره 22 شماره 6. صفحه 61-79.
یاری، ر.ا.، درزی­نفت­چالی، ع.ا. 1396. پیش­بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی تحت سناریوهای مختلف مدیریتی با استفاده از مدل MODFLOW. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال هشتم، شماره 30، صفحات 103-115.
Asano T. 1985. Artificial recharge of groundwater. Boston, MA, USA: Butterworth Publishers.
Chitsazan M, Movahedian A. 2015. Evaluation of Artificial Recharge on Groundwater Using MODFLOW Model (Case Study: Gotvand Plain-Iran). Journal of Geoscience and Environment Protection. 3: pp.122-132.
Chitsazan M. Nozarpour L. Movahedian A. 2017. Impact of artificial recharge on groundwater recharge estimated by groundwater modeling (case study: Jarmeh flood spreading, Iran). Water Resour. Manag.
Ghazaw Y.M. Ghumman A.R. Al-Salamah I. Khan Q. U. Z. 2014. Investigations of Impact of RechargeWells on Groundwater in Buraydah by Numerical Modeling. Arab J Sci Eng. 39:713–724.
 Hasan A, Rasheed A.M.M. 2006. Using computer systems to predict the changes in groundwater elevations due to recharge from rainwater harvesting. Sustainability of Groundwater Resources and its Indicators. Brazil. p.p. 78-87.
Karim I.R. ABbdali A.M. 2017. Artificial Recharge of Groundwater by Injection Wells (Case Study). International Journal of Scientific Engineering and Technology Research. 31(6): pp. 6193-6196.
Zhou Y. Li W. 2011. A review of regional groundwater flow modeling. GeoScience Frontiers. 2(2): pp. 205-214.
Iranian Journal of Irrigation & Drainage
Volume 14, Issue 3 - Serial Number 81
July and August 2020
Pages 981-992

Files

Share

How to cite

Statistics