تعیین حریم حفاظتی چاه‌های آب شرب با استفاده از مدل شبیه‌ساز آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت زرین‌گل)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی منابع آب

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 کارشناس ارشد آب منطقه‌ای سمنان، سمنان، ایران

چکیده

تعیین حریم حفاظتی چاه­های شرب روشی مؤثر جهت حفاظت و مدیریت منابع تأمین­کننده آب می­باشد و اهمیت به­سزایی در سلامت و بهداشت عمومی دارد. لذا این پژوهش با هدف تعیین محدوده حفاظتی جهت جلوگیری و پیشگیری از آلودگی چاه­های آب شرب، به وسیله ترسیم یک محدوده در اطراف چاه با استفاده از مدل ریاضی و ممانعت از توسعه و ایجاد منابع آلودگی در داخل این محدوده صورت پذیرفته است. از این­رو به­منظور ترسیم حریم حفاظتی 46 حلقه چاه­ شرب موجود در دشت زرین­گل در استان گلستان از نرم­افزار GMS7.1 استفاده شد. برای این منظور پس از تهیه مدل مفهومی منطقه مطالعاتی، با هدف تعیین ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان، مدل­سازی در دو حالت ماندگار و غیرماندگار انجام شد. در حالت ماندگار کالیبراسیون در یک دوره یک ماهه و در حالت غیرماندگار به مدت 5 سال با تنش­های فصلی انجام شد. پس از اطمینان از صحت مدل تهیه شده، به­منظور تعیین حریم حفاظتی چاه­های آب شرب از برنامه مکان­یابی ذره­ای MODPATH استفاده گردید. پس از تهیه حریم­های حفاظتی با زمان­های سیر 1، 2، 3 و 5 ساله برای چاه­های فوق­الذکر، تأثیر پارامترهای مختلف بر روی شکل و چگونگی گسترش حریم حفاظتی، مورد بحث و بررسی قرار گرفت. براساس نتایج حاصل از تحقیق معلوم گردید که مؤثرترین عامل در تعیین شکل و حریم حفاظتی یک چاه، جهت جریان و گرادیان هیدرولیکی می­باشد. به­طوری­که، افزایش گرادیان هیدرولیکی سبب نازکی و کشیدگی حریم حفاظتی می‌گردد. میزان دبی پمپاژ نیز از دیگر عوامل مؤثر بر حریم حفاظتی می­باشد. به­گونه‌ای که با افزایش میزان برداشت از چاه، عرض حریم حفاظتی افزایش یافته و تأثیر چندانی در طول حریم ندارد. پارامترهای دیگر از قبیل هدایت هیدرولیکی آبخوان، میزان برداشت و... در مراتب بعدی قرار می­گیرند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Effective Factors on Drinking Wealhead Protection Area by Using Simulational Groundwater Model (Case Study: Zarringol plain)

نویسندگان [English]

  • Farzaneh Abareshi 1
  • Mehdi Meftah Halghi 2
  • Mehdi Rahimian 3
1 M.Sc of Water Resource Engineering
2 Associated Prof., Dept. of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural science and Natural Resources., Gorgan., Iran
3 Groundwater senior expert, Semnan Regional Water Cooperation., Semnan., Iran
چکیده [English]

Delineation of the wellhead protection area for drinking water wells is an effective method to manage and protect water supply resources and it is important in public health. Therefore, this study aimed to determine the wellhead protection area to avoid contamination of drinking water wells, by drawing an area around wells that should be prevented the development and creation of any pollution in this area using a mathematical model. In order to drawing the wellhead protection area of 46 drinking water wells in Zarringol plain in Golestan province GMS7.1 software was used. For this purpose after providing conceptual model to determine the hydrodynamic coefficients of aquifer, the model has been run in steady-state and unsteady-state, and then it has been calibrated for one month in steady state and afterward for 5 years with seasonal stress in un-steady state. After ensuring the accuracy of the model, to determine the wellhead protection area for drinking water wells, the MODPATH particle locating was used. After providing wellhead protection area for1, 2, 3 and 5 years of the wells, the effect of various parameters on the form and how to extend wellhead protection area was discussed and evaluated. Based on the results of the study, determining the groundwater flow direction and hydraulic gradient are the most influential factors in the safety and privacy of a well since increasing hydraulic gradient causes narrowing and stretching of safety zone of well. The rate of pumping also is the other factor which could be effect, by increasing pumping rate the wide of safety zone of well will be increased, however it has no effect on the long of safety zone. The other parameters such as hydraulic conductivity and specific yield are next order of importance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wellhead protection area
  • Pollution
  • Zarringol plain
  • MODPATH
بدو،ک و سروریان،م. 1384. محاسبه حریم بهداشتی چاه و آنالیز حساسیت با استفاده از کد کامپیوتری Visual MODFLOW. دومین کنگره ملی مهندسی عمران. دانشگاه علم و صنعت تهران.
دلخواهی،ب و اسدیان،ف. 1388. تعیین حریم حفاظتی چاه با استفاده از مدل ریاضی عددی؛ مطالعه موردی چاه­های شرب منطقه یافت آباد تهران. نخستین کنفرانس سراسری آب­های زیرزمینی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بهبهان.
Anderson,M.P and Wossener,W.W. 1992.  Applied Groundwater Modeling Simulation of Flow and Advective Transport, San Diago, California. 381 P.
Environmental Modeling System, GMS homepage. 2008. http://ems-i.com/ home/ html.
Moinante,M.J and Lobo-Ferreira,J.P. 2005. On Wellhead Protection Assessment Methods and a Case-Study Application In Montemor-O-Novo, Portugal. The Fourth Inter-Celtic Colloquium on Hydrology and Managment of Water Resources. Pp 21-34.      
Rahman,M and Shahid,S.H. 2008. Modeling Groundwater Flow For The delineation of wellhead Protection Areas Around a Water-Well at Nachole of Bangladesh. Journal of Spatial Hydrology. 4:1. 13-22.
Siarkos,I and Latinopoulos,P. 2012. Delineation of  Wellhead Protection Zones for The Control of Point Pollution Sources In The Aquifer of N. Moudania, Greece. Journal of European Water 40:3-17.
Todd,W.R., Kenneth,R.B and Maureen,A.M.  2001. Report Delineation of Capture Zone for Municipal Wells in Fractured Dolomite, Sturgeon Bay Wisconsin. USA. Journal of Hydrogeology. 9:432-450.
US EPA. 1987,1993. Guidelines  for Delineation of Wellhead Protection Areas. Report No, EPA440/5-93-001.
US EPA. 1998. Literature Review of  Methods for Delineating Wellhead Protection Areas. Report No, EPA 816-R-98-021.
Waterloo Hydrogeologic Incorporated. 1999. Visual Modflow V.2.8.2, Waterloo Hydrogeologic Inc., Waterloo, Ontario. Canada.