اثر احداث سد‌مخزنی بر نوسانات سطح آب زیرزمینی (مطالعه موردی سد‌مخزنی شهرچای، دشت ارومیه، ایران)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی،گروه زمین شناسی دانشگاه ارومیه، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه زمین شناسی، دانشگاه ارومیه

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه

چکیده

سابقه و هدف: بارزترین اثر سدها، تغییر رژیم هیدرولوژیکی مناطق پایین دست خود است که از جمله این تغییرات می‌توان به تامین دبی پایه دائمی و تغییر در سطح آبخوان پایین دست اشاره نمود. ارزیابی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی یک مسئله مهم در تجزیه و تحلیل سری‌های زمانی هیدروژئولوژیکی آبخوان‌ها بوده‌است. با توجه به عملکرد متنوع عوامل موثر در بیلان و هیدروژیولوژیکی در حوضه آبریز دشت شهرچای نیاز به بررسی روندیابی بوده که امری پیچیده است. بررسی تغییرات زمانی و مکانی سطح آب زیرزمینی در برنامه‌ریزی و مدیریت پایدار منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک از اهمیت فراوانی برخوردار است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی آبخوان شهرچای قبل و بعد از احداث سد مخزنی با استفاده از روش‌های ناپارامتری من کندال، تخمینگر شیب سن، پتی، بویشند و استفاده از نرم‌افزار MODFLOW میباشد.
مواد و روش‌ها: روش شناسی این پژوهش مبتنی بر روش‌های کتابخانه ای، میدانی و آماری بود. در این پژوهش جهت بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی از آمار 15 ساله (1396-1381)، 10 پیزومتر در آبخوان شهرچای استفاده شده است. تغییرات سطح آب زیرزمینی در تمامی پیزومتر‌ها بصورت سالانه و در ماه‌های حداقل و حداکثر سطح آب زیرزمینی آبخوان مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل آب زیرزمینی آبخوان با استفاده از MODFLOW تهیه شده است. جهت بررسی تغییرات شیب آب زیرزمینی در دراز مدت روش کریجینگ درArc GIS 10.5 مورد استفاده قرار گرفت.
یافته‌ها: تحقیقات نشان میدهد که روند تغییرات تراز آب زیرزمینی در80 درصد پیزومترها منفی بوده و نقطه شکست در سری زمانی در سال 1387-1386 اتفاق افتاده است. در پیزومتر‌های نزدیک به سد شهرچای معمولاً سال پرش 1386و 1387 می‌باشد و در پیزومتر‌های دورتر و در انتهای حوزه آبریز و با فاصله زیاد با رودخانه معمولاً سال پرش بعد از 1387 و89 یا 90 می باشد. از نرم افزار MODFLOW با استفاده از اطلاعات چاه‌های پیزومتری و سایر مطالعات جهت پیش‌بینی تراز سطح آب‌زیرزمینی در شرایط قبل از احداث سد واسنجی و پیش‌بینی انجام گردید. از داده‌های خرداد ماه سال 1381 جهت تهیه مدل در حالت پایدار استفاده شد و برای سالهای 1383تا 1385 سطح آب زیرزمینی با خطای کمتری پیش بینی شد. با ادامه محاسبات، سطح آب زیرزمینی مشاهداتی تا سال 1396کمتر از پیش‌بینی می باشد. همچنبن بررسی تغییرات خطوط تراز در 15 سال نشان دهنده کاهش شیب کلی حوزه به دلیل عدم تغذیه در اثر احداث سد می باشد.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان دهنده اثر کاهش سطح آب‌زیرزمینی ناشی از احداث سد بوده یکی از دلایل آن ذخیره آب در سد در زمان سیلابی میباشد. نحوه استفاده از آب ذخیره شده در شرایط فصل زراعی بوده که مستقیما مورد استفاده قرار میگیرد در صورتی که قیل از احداث سد سیلاب در آبخوان پخش شده و باعث افزایش سطح ایستابی شده که احداث سد باعث عدم شرایط تغذیه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of reservoir dam construction on groundwater fluctuations (Case study Reservoir Dam ShahreChay, Urmia Plain,IRAN)

نویسندگان [English]

  • esfandyar Abbas NovinPour 1
  • mahsa mohammadhoseinzadeh 2
  • hossein Rezaie 3
1 Asistant Prof., Dept. of Geology, Urmia University
2 M.Sc. Student, Dept. of Geology, Urmia University
3 Prof., Dept. of Water Engineering, Urmia University
چکیده [English]

Background and Objectives: The most distinguished effect of dams is change in the hydrologic regime of its downstream areas, which can be attributed to permanent supply flow and changes in the level of groundwater. The assessment of groundwater level changes is an important issue in analyzing hydrogeological time series of aquifers. Considering the different performance of effective factors in budget and hydrology in the catchment area of ShahreChay plain, it is necessary to review the trend analysis, which is complicated. Investigating temporal and spatial variations of groundwater levels in planning and managing sustainable water resources in arid and semi-arid regions is very importance. The purpose of this study were be to evaluation the changes in trend groundwater level of the aquifer piezometers in the ShahrChahi before and after the construction of the reservoir with the use of nonparametric methods of Mann-Kendal, the Sen's slope, Pattit, Boishand and comparind with the result of the MODFLOW software.
Materials and Methods: The methodology of this research was based on library, field, and statistical methods. In this study, 10 stations in ShahreChay aquifer were used to study the groundwater level changes from 15 years (1381-1396). Ground water level trend at all stations were evaluated annually and at minimum and maximum water levels of the aquifer. The groundwater model is provided using the Modflow code in the GMS software. In order to investigate the longitudinal groundwater slope changes, the Kriging method was used in GIS 10.5 software.
Results: Research shows that the trend of ground water level changes in the 80% of piezometers was negative and a failure occurred in the time series in 1386. At the stations closer to ShahrChay Dam, it is usually the year of jumping from 1386 to 1387. It is usually the year of jumping after 1387, 89, or 90 at far and near the riverside and far off the rivers. In Modflow software, with using piezometric wells and other studies to predict the level of groundwater level in the stable state of the dam calibration and prediction was performed. Data from June 1381 were used to prepare the model in a steady state Modflow software was used to predict the level of groundwater level in the steady state of the dam calibration and prediction. For the years 1383 to 1385, groundwater level was predicted with less error. Continuing calculations, the groundwater level of observation by 1396 is less than predicted. Also, the study of changes in 15 years isopotential lines indicates a decrease in the slope of the basin due to the lack of nutrition due to the construction of the dam
Conclusion: The results show the effect of reducing the surface water level caused by the dam construction. One of the reasons is the water storage in the dam at flood time. How to use the stored water in the crop season conditions that are directly used before construction the dam the flood distributed in area and causes an increase in the level of ground water that construction dam haven't been caused the recharge in the groundwater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • dam
  • groundwater level
  • Trend analysis Methods
  • MODFLOW