بررسی تغییرات خصوصیات هیدرودینامیک آبخوان در گذر زمان با استفاده از مدل GMS (مطالعه موردی: آبخوان دشت قزوین)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

افزایش مصرف آب زیرزمینی و افت روزافزون سطح ایستابی منجر به ایجاد تغییراتی در خصوصیات هیدرودینامیکی آبخوان به‌ویژه پارامترهای هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه می‌شود. در این مطالعه که در سال 1400 و با استفاده از نسخه 10 نرم‌افزار GMS در آبخوان قزوین انجام شده، ضرایب هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه در سه دوره آماربرداری سال‌های 1381، 1388 و 1397 پس از واسنجی و صحت سنجی مدل در دو حالت پایدار و ناپایدار تعیین و مقایسه شدند. ریشه میانگین مربعات خطا در حالت پایدار در سه دوره موردبررسی به‎ ترتیب  86/0، 73/0 و 84/0 متر و در حالت ناپایدار نیز به ترتیب 70/1، 93/0و 06/1 متر بدست آمد که نشان از دقت بالای شبیه‌سازی مدل دارد. متوسط هدایت هیدرولیکی درمحدوده آبخوان در سال‌های 1381، 1388 و 1397 به ترتیب 13/19، 85/16 و 06/14 متر بر روز و  متوسط آبدهی ویژه در محدوده آبخوان به ترتیب ذکرشده 078/0، 071/0 و 064/0  تخمین زده شد. نتایج نشان داد که با گذشت زمان و بروز افت سطح آب زیرزمینی پارامترهای هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه کاهش می‌یابند. بر اساس هیدروگراف واحد آبخوان، شیب کاهش سطح آب زیرزمینی به دلیل اقدامات صورت گرفته در طرح تعادل بخشی و تغذیه مصنوعی، از سال 1394 از 1154/0 به 0591/0 کاهش یافته است، شیب کاهش هدایت هیدرولیکی از 38/0 به 31/0 و شیب کاهش آبدهی ویژه از 00117/0 به 00078/0 کاهش یافته است. دلیل اصلی این روند کاهشی می‌تواند تخریب ساختمان خاک و کاهش تخلخل مؤثر باشد که حاکی از برگشت‌ناپذیر بودن آبخوان به وضعیت قبلی آن است. بنابراین لازم است در خصوص تغذیه آبخوان­ها و آب برگشتی از سامانه­های آبیاری این تغییرات موردتوجه قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of groudwater level decreasing effects on Qazvin aquifer hydrodynamic characteristics

نویسندگان [English]

  • mahnoush jenab 1
  • Hadi Ramezani Etedali 2
  • peyman Daneshkar Arasteh 3
1 phd student in Irrigation and drainage engineering, Water engineering department, Faculty of agricultural and natural resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
2 Associated professor. Water engineering department, Faculty of agricultural and natural resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
3 Associated professor. Water engineering department, Faculty of agricultural and natural resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
چکیده [English]

Increasing groundwater consumption and water table level leads to changes in hydrodynamic properties of the aquifer especially the parameters of hydraulic conductivity and specific yield. In this study, that was conducted in 2021 using GMS model version. 10 in Qazvin aquifer, the coefficients of hydraulic conductivity and specific yield of aquifer in three census periods of 2002, 2009 and 2018 after calibration and validation of the model in two cases steady and unsteady were determined and compared. The root mean square errors in the steady state  for the proposed periods were 0.86, 0.73 and 0.84 m, respectively, and in the unsteady state were 1.7, 0.93 and 1.06 m, respectively. That shows high accuracy of the model simulation. The average hydraulic conductivity in the aquifer was estimated for the years of 2002, 2009 and 2018 which was 19.13, 16.85 and 14.06 meters per day and the average specific yield was 0.078, 0.071 and 0.064, respectively. The results showed that over time and by decreasing the groundwater level, the parameters of hydraulic conductivity and specific yield decrease. Since 2015 due to the measures taken for balancing and artificial recharge plan, the slope rate of hydraulic conductivity has decreased from 0.38 to 0.31. Also the slope rate of special discharge has decreased from 0.00117 to 0.00078. The main reason for this decreasing trend can be the destruction of soil structure and effective reduction of porosity indicating the irreversibility of the aquifer to its previous state. Therefore, it is necessary to pay attention to these changes regarding the recharge of aquifers and return water from irrigation systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic Conductivity
  • Specific Yield
  • GMS

مراجع

Abareshi, F., Meftah Holghi, M., Dehghani, A. A., Kaboli, A. and Rahimian, M. (2013) Optimization of hydrodynamic coefficients of Zarin Gol plain aquifer using mathematical model. The first conference of practical geochemistry of Iran, 27-28 August, Damghan University, Iran, 571-576 (In Persian)
Abedi Koupai, J. and Golabchian, M. (2015) Estimation of hydrodynamic coefficients of groundwater resources in Kouhpayeh-Segzi watershed using MODFLOW. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, Water and Soil Science, 19(72), 281-292. (In Persian)
Azizian, A. and Etedali, H.R. (2018). Assessing the Accuracy of European Center for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF) Reanalysis Datasets for Estimation of Daily and Monthly Precipitation. 791-777. (in Persian)
Barati, Kh., Abedi Koopaei, J., Azari, A., Darvishi, E. and Yousefi, A. (2018) Groundwater Modeling to Determine Hydrodynamic Coefficients in Unconfined Aquifer (Case Study: Kermanshah Plain). Journal of Iran-Water and Soil Research, 5(3), 687-700. (In Persian)
Janbaz Fotamy, M., Kholghi, M., Abdeh Kolachi, A. and Roostaei, M. (2020) Assessment of Land Subsidence due to Groundwater Exploitation by Using Differential Radar Interferometry Technique, Case Study: Qazvin Province. Journal of Iran-Water Resources Research, 16(3), 133-147. (In Persian)
Javadi, S. Saatsaz, M. Shahdany, S. M. H. Neshat, A. Milan, S. G. and Akbari, S. (2021). A new hybrid framework of site selection for groundwater recharge. Geoscience Frontiers.12(4), 101-144.
Ketabchi, H., Nikkhah, R. and Morid, S. (2018) Numerical simulation of Namdan aquifer in the Fars province of Iran: Assessment of green water management impacts on the aquifer restoration. Journal of Iran-Water Resources Research, Online publication (In Persian)
Makvandi, A. Mohammadi, H. Kardovani, P. Javadi, S. and Farajzadeh, Asl. M. (2020). Study of water resources stability in Zayandehrud basin using sustainability indicators and GMS model (Case study: Najafabad aquifer in Zayandehrud basin). Irrigation Science and Engineering. 43(3), 197-211. (in Persian)
McDonald, M. G. and Harbaugh, A. W. (1988). A modular three-dimensional finite-difference ground-water flow model. United States Government Printing Office. Washington.
Milan, S. G. Roozbahani, A. and Banihabib, M. E. (2018). Fuzzy optimization model and fuzzy inference system for conjunctive use of surface and groundwater resources. Journal of hydrology. 566, 421-434. (in Persian)
Nakhaei, M., Mohammadi, Kh. and Rezaei, H. (2014) Optimizing of aquifer withdrawal numerical model using genetic algorithm (Case study: Uromiyeh coastal aquifer). Journal of Iran-Water Resources Research, 10(2), 94-97. (In Persian)
Rajabi Khamseh, K. Nilbakht Shahbazi, A. Fathian, H. and Zohrabi, N. (2021). Izeh Plain Subsidence Modeling Using MODFLOW Mathematical Code. Iran-Water Resources Research.16(4), 112-126. (in Persian)
Rasoulzadeh, A. Razavi Qala-e-Jogh, s. and Neyshabouri, M. R. (2012). Assessing the accuracy of methods for estimating saturated hydraulic conductivity for different soils. Journal of Water Research in Agriculture. 26(3), 303-316. (in Persian)
Wu, J. C., Shi, X. Q., Ye, S. J., Xue, Y. Q., Zhang, Y. and  Yu, J. (2009). Numerical simulation of land subsidence induced by groundwater overexploitation in Su-Xi-Chang area, China. Environ Geol. 57, 1409–1421.
Yang, F.R, Lee, C.H. Kung, W.J and Yeh, H.F. (2009). The impact of tunneling construction on the hydrogeological environment of “Tseng-Wen Reservoir Transbasin Diversion Project” in Taiwan. Engineering Geology. 103, 39-58.
Zhou, Y. and Li, W. (2011). A review of Regional Groundwater Flow Modeling. Geoscience Frontiers 2(2), 205-214.
Ziaee ,A. N, and Ansari, H, (2020). Study of the effect of various methods and irrigation management on deep infiltration and groundwater recharge by numerical modeling. Research Project. Khorasan Razavi Regional Water Company. (in Persian)
تحقیقات آب و خاک ایران
دوره 53، شماره 6
شهریور 1401
صفحه 1373-1386

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار