شبیه سازی عددی آبخوان دشت روداب سبزوار و بررسی اثرات احداث سد روداب بر آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسول

2 دانشیار و سرپرست مرکز تحقیقات آب‌های زیرزمینی (متآب)، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی‌مشهد، مشهد

3 دانشیار دانشکده علوم زمین، دانشکده شهید بهشتی، تهران

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: استفاده از مدل‌های کامپیوتری به عنوان روشی ارزان و سریع و در عین حال با دقت مناسب در مطالعه و شبیه سازی جریان در محیط متخلخل مورد توجه بسیاری از پژوهشگران و کارشناسان قرار گرفته است. هدف از این تحقیق، شبیه سازی آبخوان دشت روداب سبزوار و بررسی اثرات احداث و آبگیری سد رودآب بر آبخوان دشت روداب سبزوار، واقع در پایین دست سد می‌باشد.
مواد و روش‌ها: حوضه آبریز دشت روداب سبزوار، با مساحت 1828 کیلومتر مربع، در شمال شرق ایران در غرب استان خراسان رضوی، واقع شده است. به منظور مدیریت آبهای سطحی و تأمین بخشی از افزایش تقاضای آب در محدوده حوضه آبریز دشت روداب سبزوار، در مسیر رودخانه روداب سدی در حال ساخت است. به منظور بررسی سیستم جریان آب زیرزمینی آبخوان دشت روداب سبزوار و تأثیر احداث سد روداب بر آن مدل آبهای زیرزمینی آبخوان دشت روداب سبزوار، با استفاده از کد مادفلو در محیط نرم افزار GMS در صورت وجود و نبود سد روداب شبیه سازی شده است. مدل آبخوان در شرایط پایدار برای سال آبی 89-1388 واسنجی و در شرایط ناپایدار برای یک دوره 12 ماهه در سال آبی 90-1389 صحت‌سنجی گردیده است.
یافته‌ها: میزان هدایت هیدرولیکی از واسنجی مدل آبخوان در حالت پایدار بین 4 تا 7/14 متر بر روز و تغییرات آبدهی ویژه نیز در واسنجی ناپایدار، بهینه و مقادیر آن بین 06/0 تا 22/0 برآورد گردیده است. مدل آبخوان مورد مطالعه بیشترین حساسیت را نسبت به تغییرات هدایت هیدرولیکی و دبی بهره ‌برداری از چاه‌ها دارد و به این علت که بخش اصلی تخلیه آبخوان از طریق چاه‌های بهره برداری صورت می‌پذیرد و تخلیه طبیعی سهم کمتری در میزان تخلیه آبخوان دارد. به دلیل برداشت بیش از اندازه از آبخوان دشت روداب سبزوار، سطح ایستابی در این دشت افت نموده است و شدت این افت در مناطق مختلف با توجه به میزان تغذیه و تخلیه آبخوان متفاوت است به عبارتی روند کلی هیدروگراف دشت نزولی و بیلان آن منفی می‌باشد.
نتیجه گیری: نتایج مدل نشان می‌دهد منحنی‌های تراز سطح ایستابی ارائه شده توسط مدل آبخوان، قبل و بعد از احداث سد روداب با توجه به اختلاف اندک بیلان آب زیرزمینی آبخوان در قبل و بعد از احداث سد و به علت تأثیر پذیری کم در اثر تغذیه سطحی تقریباٌ مشابه یکدیگر می‌باشد و تغییرات زیادی نشان نمی‌دهد هر چند که در صورت احداث سد روداب سبزوار، سطح ایستابی آبخوان دشت روداب بیشتر افت خواهد یافت. پیش بینی شده است که به دلیل کاهش تغذیه دشت از رودخانه روداب، افت متوسط سطح ایستابی آبخوان دشت روداب در سال‌های 93، 94 و 95، به ترتیب برابر 17/0، 2/0 و 23/0 متر افزایش خواهد یافت.
واژه های کلیدی: آبخوان دشت روداب سبزوار، شبیه سازی جریان آب زیرزمینی، GMS

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Numerical simulating of Sabzevar Roudab aquifer and checking of influences of constructing Sabzevar Roudab dam on it

نویسندگان [English]

  • Hossein ParsaSadr 1
  • Hossein Mohammadzadeh 2
  • Hamid reaz Nassery 3

2 Associate Prof. and Supervisor of GRC, Dep. of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad

3 Associate Prof. , Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University

چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Using computer models as a cheap, fast and at the same time accurate method in studying and simulating the flow in a porous media has attracted the attention of many researchers and experts. The aim of this research is to investigate the effects of constructing Roudab dam on Sabzevar Roudab aquifer, which is located dam downstream.
Materials and methods: Sabzevar Roudab catchment basin, with an area about 1828 km2, is located in northeast of Iran in west of Khorasan Razavi province. To manage the surface waters and to supply part of water demand in Roudab plain area, a dam is under constructing on Roudab's river. In order to study the water flow system of Roudab plain aquifer groundwater in Sabzevar and the effect of constructing Roudab dam on it, groundwater model of Sabzevar Roudab aquifer has been simulated using MODFLOW code in GMS software with conditions of existing and not existing of Roudab dam. The aquifer model in steady state condition has been calibrated for the year of 2010 and in unsteady state condition has been verified for 12 month period in year 2011.
Results: The hydraulic conductivity from the calibration of aquifer model in steady state condition is between 4 to 14.7 meter per day and specific yield changes in unsteady state condition calibration is optimal and has been estimated to be between 0.06 to 0.22. The aquifer model studied here has the most sensitivity to the hydraulic conductivity and to the discharge of the extraction wells. The reason is that the major portion of the aquifer depletion is done by the extraction wells and natural discharge has a smaller share in the aquifer depletion. Due to the excessive exploitation of Sabzevar Rudab aquifer, water table has dropped in this plain. The severity of the decline in several areas depends on the amount of recharge and discharge of an aquifer. In other words, the general trend of the plain hydrograph is descending and its water balance is negative.
Conclusion: The model results show that the water table curves presented by the aquifer model, before and after constructing the Roudab dam do not show any significant changes, because the groundwater water balance before and after constructing the dam is not significantly different and also because it is almost unaffected by the surface recharge. It is worth mentioning that constructing Sabzevar Rudab dam would lead to further decline of the water table elevation of the aquifer. Has been predicted average decline of the water table in Roudab aquifer in years of 2014, 2015 and 2016 will increase about 0.17, 0.2 and 0.23 meters, respectively.
Keywords: Sabzevar Roudab aquifer, Groundwater Simulation, GMS.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sabzevar Roudab aquifer
  • Groundwater Simulation
  • GMS