عنوان

هیدروژئولوژی آبخوان دشت آذرشهر و مدلسازی کمی آن با استفاده از مدلهای ترکیبی و پویایی سیستم استاد

‭۱۴۸۱۷پ‬

per

هیدروژئولوژی آبخوان دشت آذرشهر و مدلسازی کمی آن با استفاده از مدلهای ترکیبی و پویایی سیستم استاد

/علیرضا دوچشمه گرگیج

: دانشکده علوم طبیعی

، ‮‭۱۳۹۴‬

چاپی

دکتری

زمین شناسی گرایش آبشناسی

‮‭۱۳۹۴/۱۲/۱۹‬

دانشگاه تبریز

لزوم مطالعه سیستم آبخوان دشت آذرشهر از چند منظر قابل بررسی است .ابتدا آنکه دشت به علت برداشت مازاد از آب زیرزمینی در سال‌های اخیر با افت سطح آب و کاهش حجم مخزن روبروست .از سویی دیگر دشت در مجاورت دریاچه ارومیه قرار دارد و احتمال ارتباط هیدرولیکی آن با دریاچه وجود دارد .کاهش کیفیت آب زیرزمینی دشت نیز موضوعی است که اهمیت مطالعه مذکور را دوچندان می‌کند .بدین جهت و همزمان با رشد روزافزون طرح‌های توسعه وتغییرات اقلیمی در سال‌های اخیر و تأثیر آن بر وضعیت سیستم آبخوان ضرورت مطالعه دقیق و کاربردی پیرامون وضعیت آبخوان، آشکار می‌گردد .به منظور بررسی شرایط فوق، اقدام به مطالعه هیدروژئولوژی آبخوان گردید .با نمونه‌برداری از چاه‌های بهره‌برداری و قنوات منتخب در پهنه دشت، اقدام به بررسی کیفیت شیمیایی آب این منابع گردید و بوسیله مدل‌سازی معکوس ژئوشیمیایی و با استفاده از نرم افزار ‮‭PhreeQC‬ رابطه هیدرولیکی آبخوان با دریاچه ارومیه بررسی‌صشد .با استفاده از الگوریتم‌های متاهیوریستیک هوش مصنوعی) نروفازی، ماشین بردار پشتیبان، هیبرید عصبی موجکی و برنامه‌ریزی ژن(، اقدام به شبیه‌سازی و پیش‌بینی داده‌های سری زمانی بارش، دبی و سطح آب زیرزمینی محدوده مورد مطالعه گردید و پس از تعمیم این داده‌ها به کل دشت با استفاده از روش درونیابی‌کریجینگ بیزین‮‭(EBK)‬، وارد مدل عددی ایجاد شده در محیط اینترفاز ‮‭GMS ۱۰‬ گردید تا مدلی ترکیبی ایجاد شود .نتایج مدل ترکیبی، با استفاده از الگوریتم متاهیوریستیک جستجوی هارمونی ‮‭(HS)‬ بهینه‌سازی گردید و سرانجام نتایج بهینه‌صسازی شده و دیگر داده‌های موجود، وارد مدل سیستم پویای آبخوان دشت در محیط نرم افزاری ‮‭WEAP‬ گردید و با ایجاد سناریوی مرجع برای بازه ‮‭۱۳۹۲‬ الی ‮‭۱۴۰۰‬ و اعمال تنش افزایش جمعیت و میزان آب مصرفی بخش کشاورزی در طی این بازه، پاسخ آبخوان به تنش‌های وارده بررسی شد .مدل‌سازی معکوس ژئوشیمیایی نشان داد که امکان ارتباط هیدرولیکی دریاچه و آبخوان وجود ندارد .مدل ترکیبی ایجاد شده، کاربردی بودن ترکیب داده‌های پیش‌بینی شده با مدل عددی در حالت ماندگار را نشان داد و در حالت غیرماندگار پاسخ مناسبی ارائه ننمود .الگوریتم جستجوی هارمونی کارایی خویش را در بهینه‌صسازی نتایج حاصل از مدل عددی نشان داد .سیستم پویای آبخوان دشت در قبال روند افزایشی ‮‭۲‬ درصدی جمعیت و ‮‭۱‬ درصدی آب مصرفی بخش کشاورزی، کاهش حجم مخزن به میزان حدود ‮‭۷‬ درصد در پایان دوره تنش) سال ‮‭۱۴۰۰)‬ را نشان داد .استفاده از شاخص آسیب‌صپذیری گالدیت برای محدوده مورد مطالعه نشان داد که بیشترین آسیب‌پذیری دشت نسبت به نفوذ آب شور در مرکز و بخش‌های غربی محدوده مورد مطالعه وجود دارد .علاوه بر آن آسیب‌پذیری آبخوان نسبت به نفوذ آب شور در تمامی قسمت‌های منطقه مورد مطالعه کمتر از ‮‭۵/۷‬ بوده که نشان می‌دهد آسیب‌پذیری آبخوان نسبت به نفوذ آب شور بسیار بالا نیست .همچنین بررسی استفاده از شاخص آسیب‌پذیری گاپدیت نشان داد که مناطق با آسیب پذیری بیشتر، هماهنگی تقریبأ خوبی با شاخص گالدیت دارند و می توان از این شاخص در پیش بینی مناطق آسیب پذیر نسبت به نفوذ آب شور استفاده نمود .استفاده از هر دو شاخص نشان داد که بیشترین آسیب پذیری در منطقه مورد مطالعه متعلق به مرکز دشت می‌باشد

The necessity of Azarshahr plain Aquifer study is researchable from some viewpoints. At first, the plain is faced to water level depletion and reservoir volume decreasing during the recent years. On the other hand the plain is locataed in the Uromia lake vicinity and there is hydraulic connection probability. The quality decreasing of groundwater, rised the study importance. Therfore and simultaneous with development scketches growing and climate changes during the recent years and their effects on aquifer system situation, the precise study about aquifer condition is obvious. For these situation survey, the hydrogeology study was done. The quality of groundwater was estimated by sampling the water of wells and qanats and the hydraulic connection between uromia lake and the aquifer has evaluated by geochimestry inverse modeling using the PhreeQC software. Using the Meta-heuristic Artificial Intelligence algorithms(ANFIS, SVM, Hybrid Wavelet-Neural Networks and Genetic Programming), simulation and prediction of rainfall, run-off and groundwater level time series was done and expanded overall the plain by Empirical Bayesian Kriging. The results were imported to the numerical model in GMS10 interface, making the hybrid model. The results of hybrid model were optimized using the Harmony Search Meta-Heuristic Algorithm. Optimized results and the other data were imported into the plain Aquifer dynamic system, in WEAP software. The response of the aquifer against the stresses was evaluated, applying the population growth and agricultural water demand increasing. The geochimestry inverse modeling was shown that there is no hydraulic connection between uromia lake and aquifer. The hybrid model was shown the usability of combining the predicted data with numerical model in constant situation but it could not show the suitable response in transient situation. Dynamic aquifer system with 2 percent population growth and 1 percent increasing of agricultural water demand, has shown about the 7 percent in reservoir volume decreasing at the end of stress period(2020). The index-based method (GALDIT) has been established over the years for assessing the vulnerability of aquifers for saline water intrusion based on six parameters, i.e. Groundwater occurrence, Aquifer hydraulic conductivity, Level of water table above the sea, Distance from shore, Impact of existing amplitude of saline water intrusion and Thickness of the aquifer. This method incorporates weight and importance rating of factors to assess the vulnerable zones to the saltwater. The objective of the present investigation is to simplify the GALDIT method as a procedure in vulnerability assessment of saltwater intrusion by substituting for the level of the water table above the sea with more effective groundwater pumping rate in order to effectively represent the groundwater condition. Hence the method is named as GAPDIT method (L being replaced by P). The developed model was applied to a coastal aquifer in Urmia hyper-saline lake vicinity, Iran. The outcome revealed that, the substituted pumping rate was justified in cases that water table data are not available and resulted maps showed reasonable correlation between GALDIT and GAPDIT methods. Also, the derived maps revealed that the highest vulnerability exists in the northwest of the study area

Mathematical Model

Water Balance

GIS

MODFLOW

GMS

دوچشمه گرگیج، علیرضا

اصغری مقدم، اصغر، استاد راهنما

ندیری، عطالله، استادمشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی