شبیه سازی و پیش بینی غلظت نیترات در آب زیرزمینی؛ مطالعه موردی خراسان جنوبی-آبخوان بیرجند

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی آب، دانشگاه بیرجند

2 منابع آب، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

3 گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران،

چکیده

آب‌های زیرزمینی یکی از منابع اصلی تامین آب شرب، کشاورزی و ... در محدوده‌ی مطالعاتی بیرجند می‌باشد، لذا توجه به امر مدیریت در سفره‌های آب زیرزمینی بسیار حائز اهمیت می‌باشد. در این مطالعه به منظور مدیریت بر آبخوان بیرجند واقع در استان خراسان جنوبی با استفاده از نرم‌افزار GMS V.7 شبیه‌سازی کمی در دو حالت ماندگار و غیرماندگار انجام شد. با توجه به بیلان آب زیرزمینی در آبخوان، پارامترهای ورودی و خروجی در مدل کمی آب زیرزمینی تعریف شد. حالت ماندگار در مهرماه 1380 که روند تغییرات سطح ایستابی نوسانات کمتری داشته و حالت ناماندگار از مهر 80 تا شهریور90 در طی 20 گام زمانی شش ماهه در نظر گرفته شد. با انجام آنالیز حساسیت مدل، هدایت هیدرولیکی در حالت ماندگار و آبدهی ویژه در حالت ناماندگار به عنوان عامل حساس انتخاب شد. پس از انجام واسنجی، نتایج حاکی از بیلان آب زیرزمینی مدل، وضعیت بحرانی افت سطح ایستابی در آبخوان را نشان داد. براساس بیلان آبی بدست آمده وضعیت آتی آبخوان شبیه‌سازی و مقدار 10 متر افت سطح ایستابی برای مدت 5 سال پیش‌بینی شد. در مدل کیفی MT3D روند تغییرات نیترات بررسی شد و نتایج حاکی از همبستگی بالای بین افت سطح ایستابی و افزایش مقدار نیترات داشت. طی دوره ی 5 ساله افزایش مقدار نیترات در دو منطقه پایین‌دست شهر بیرجند و پایین دست اراضی کشاورزی بسیار مشهود می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation and perdiction nitrate in ground water (Case study: south khorasan-Birjand aquifer)

نویسندگان [English]

  • zahra Rahimzadehkivi 1
  • Hamid Kardanmoghadam 2
  • Seyd mahmood reza behbahani 3
1 MSc student, Dept. of Water Engineering, Birjand University
3 - Professor, Department of Water Engineering, Tehran University of agriculture, Tehran, Iran
چکیده [English]

Groundwater is one of the main sources of drinking water supply, agriculture, and ... in Birjand region , So the management of underground water table is very important. GMS software is one of the most prestigious models based on groundwater modeling that considered with steady and unsteady flow. This model is able to simulate and predict the future status of an aquifer with defined scenarios. The purpose of building a conceptual model is to simplify the field problem and organize the associated field data so that the system can be analyzed more readily. For Steady state September .month was selected that have less oscillation in water table, and for un-steady state  October 80 to August 91 during 20 time steps were selected. After running the model, calibration and sensitivity analysis according to the underground water balance perform, and show that model is sensitive toward hydraulic conductivity and in unsteady state is sensitive toward specific yield. Based on balance equation the aquifer will have 10 meters shortage in water table in aquifer in 5 years prediction. In this model for predict quality in birjand plain used MT3D modules. In the model due to lack of quality parameters, in MT3D only Nitrate (No3) was investigated and the results indicate the correlation between water table and increasing in nitrate. During 5 years increase nitrate in lowering of birjand city and agriculture land.

کلیدواژه‌ها [English]

  • KeyWords: Management Aquifer
  • MT3D Model
  • Nitrate
  • prediction
  • Simulation

 

منابع:

اعتباری، ب. م. یعقوب زاده. 1388. اهمیت تهیه مدل‌های مفهومی در تهیه مدل ریاضی آبخوان‌ها (مطالعه موردی دشت تبریز) پنجمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

بانژاد، ح.، ح. محب زاده، م. ح. قبادی، م. حیدری. 1392. شبیه‌سازی عددی جریان و انتقال آلودگی در آب‌های زیرزمینی مطالعه موردی:آبخوان دشت نهاوند. نشریه دانش آب و خاک، جلد 23 ،شماره 2، صفحه های 5 تا 43.

چیت­سازان، م.، ح. کشکولی. 1381. مدل­سازی آب‌های زیرزمینی و حل مسائل هیدروژئولوژی. انتشارات دانشگاه شهید چمران. 680 ص.

زمزم، ع. و م. ب. رهنما. 1391. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی با مدل MT3DMS (مطالعه موردی: دشت رفسنجان). مجله پژوهش آّب ایران، سال ششم، شماره 10.

شمسایی، ا.، 1383. هیدرولیک جریان آب در محیط­های متخلخل. جلد سوم کاربرد مدل‌های ریاضی- کامپیوتری. دانشگاه صنعتی امیر کبیر. 392 ص.

وزارت نیرو. 1390. گزارش ممنوعیت دشت بیرجند. شرکت مدیریت منابع آب.

کرمی شاهملکی، ن.، س. م. بهبهانی، ع. مساح بوانی، ک. خدایی. 1391. مقایسه روشهای Logistic Regression , دراستیک اصلاح شده و AHP DRASTIC- در بررسی آسیب‌پذیری آب‌های زیرزمینی. محیط‌شناسی سال 38. شماره 4. ص79-92.

Anderson, M. P. and W. W. Woessner. 1992. Applied groundwater modeling, simulation of flow and advective transport. Academic Press, p381.

Chang, H. 2008. Spatial analysis of water quality trends in the Han River basin, South Korea. Water Resources, 42: 3285-3304.

Todd, D. K. 1980, Groundwater Hydrology. 2nd edition, John Wiley, New York, 535 p.

Wang, H. F., and P. Anderson. 1988. Introduction to Groundwater Modeling: Finite Difference and Finite Element Methods. Academic Press, San Diego. 237p.

Yang, X., and W. Jin. 2010. GIS-based spatial regression and prediction of water quality in river networks: A case study in Iowa. J. Environ. Manage. 91: 1934-1951.

Yetik, M. K., M. Yüceer, R. Berber and E. Karadurmus. 2009. River water quality model verification through a GIS based software. P 1-6, ADCHEM 2009, IFAC Symposium on Advanced Control of Chemical Processes, July 12-15, Istanbul-Turkey.