۲۰۳۲۹پ
per
هیدروژئولوژی آبخوان ساحلی دشت ملکان و شبیه سازی کمی و کیفی آن با استفاده از مدل‌های عددی
Hydrogeology of Malekan Plain Coastal Aquifer and its Quantitative and Qualitative Modeling Using Numerical Models
/فرحناز عزیزی
: علوم طبیعی
، ۱۳۹۷
، میرزائی
۱۹۱ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
زمین شناسی گرایش آب شناسی
۱۳۹۷/۱۱/۰۲
تبریز
شناخت آبخوان و تعیین پارامترهای هیدرولیکی آن برای ارزیابی و مدیریت منابع آب‌های زیرزمینی امری ضروری است .از این‌صرو، در این پژوهش ابتدا به بررسی هیدروژئولوژی و برآورد پارامترهای هیدرولیکی آبخوان دشت ملکان، واقع در جنوب شرقی دریاچه ارومیه، با استفاده از داده‌های مقاومت ویژه پرداخته شده است .بر اساس نتایج به‌صدست‌صآمده، ضخامت متوسط آبرفت ۷۵ متر، مقدار متوسط آبدهی‌ویژه و تخلخل آبخوان به‌صترتیب حدود ۰۴۲/۰ و ۳۲/۰ برآورد شده است .مقایسه نتایج به دست آمده از روش ژئوفیزیکی و نتایج حاصل از آزمایش پمپاژ، نشان می‌صدهد، مقاومت ویژه الکتریکی قادر به ارزیابی قابل‌صقبولی از پارامترهای هیدرولیکی آبخوان است .با بررسی رژیم جریان آب زیرزمینی و برآورد دقیق پارامترهای هیدرولیکی به کمک روش‌صهای مختلف، شبیه‌صسازی جریان آب زیرزمینی به کمک کد MODFLOW موجود در بسته نرم افزاری اینترفاز GMS ۱۰.۱.۴ انجام شد .سپس با استفاده از کد عددیMT۳DMS ، مدل انتقال جرم، جهت شبیه‌صسازی حرکت شوری و غلظت املاح) یون کلر (در آبخوان، تهیه شده است .برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی موجب گسترش نفوذ آب شور را در قسمت شمال‌صغربی آبخوان گردیده صاست .تعیین منشأ املاح موجود در آب، در مواردی که احتمالا دو یا چند عامل همزمان در افزایش املاح تاثیرگذار هستند، می‌صتواند در مدیریت و اتخاذ تدابیر لازم جهت حفاظت و بهره‌صبرداری از منابع آب مؤثر باشد .لذا، ترکیب شیمیایی آب، فرایندهای حاکم بر ژئوشیمی آن، غلظت عناصر کمیاب، آلودگی‌صهای موجود و منابع شوری آبخوان ساحلی دشت ملکان مورد ارزیابی قرار گرفته است .در راستای تفکیک خصوصیات هیدروژئوشیمیایی آبخوان، ۴۱ نمونه، از منابع آب زیرزمینی تهیه و مورد آنالیز شیمیایی قرار گرفته است .مقدار هدایت الکتریکی بالا در بخش‌صهای غرب و شمال‌صغرب محدوده مورد مطالعه به حضور عناصر اصلی در غلظت‌صهای بالا، در مسیر جریان آب زیرزمینی وابسته است و کیفیت آب از مناطق تغذیه به سمت مناطق انتهایی دشت کاهش داشته است .نسبت‌صهای معرف و شاخص‌صهای اشباع محاسبه شده، همراه با نمودارهای ژئوشیمیایی ضمن تأیید فعال بودن واکنش‌صهای تبخیر و تبلور و واکنش آب/سنگ در آبخوان، نشان دهنده‌صی تأثیر انحلال رسوبات تبخیری، و فرایندهای تبادل یونی بر کیفیت آب زیرزمینی دشت ملکان است .دیاگرام‌ص ترکیبی نسبت‌صهای یونی/Cl+ (Li- (در مقابل/Cl- (Br- (معیاری مناسب جهت تفکیک منشأ شوری تشخیص داده شده و بر روی این دیاگرام نمونه‌صهای دشت ملکان در دو گروه‌ص مربوط به پلایاهای تبخیری و آب زیرزمینی قرار می‌صگیرند .غلظت فلزات سنگین از جمله روی، کروم، منگنز، آهن و آلومینیوم در همه نمونه‌صها کمتر از حد استاندارد است .آلودگی آرسنیک در بخش شمال‌صغربی آبخوان، حاصل فرایند تغلیظ به صورت تبخیری است .همچنین، نتایج حاکی از تأثیر فعالیت‌صهای انسانی از طریق افزایش یون نیترات و بور بر کیفیت آب زیرزمینی دشت ملکان است .یکی از راه‌صهای مناسب برای جلوگیری از آلودگی آب‌صهای زیرزمینی، بررسی تغییرات مکانی کیفیت آب‌صهای زیرزمینی و شناسایی مناطق آسیب‌پذیر آبخوان است .در این پژوهش برای اولین بار تغییرات مکانی شوری آب زیرزمینی و آسیب‌پذیری آبخوان ساحلی دشت ملکان، با معرفی مدل تصمیم گیری جدید چند معیاره IDLRT و شاخص کیفی نفوذ آب شور به آب‌صهای زیرزمینی GWQISI مورد ارزیابی قرار گرفته است .بررسی عوامل مؤثر بر آسیب‌صپذیری آبخوان و نتایج حاصل از تحلیل حساسیت مدل با روش‌صهای حذف پارامتر و تک پارامتری، نشان می‌صدهند که تغذیه آبخوان بیشترین تأثیر را بر شاخص آسیب‌صپذیری دارا می‌صباشد .براساس نتایج حاصل از مدلIDLRT ، در حدود۱۵/۲۲ ، ۴۵/۴۹ و ۴/۲۸ درصد از آبخوان به ترتیب دارای آسیب‌پذیری بسیار کم، کم و متوسط می‌باشد .نتایج نشان می‌صدهد که در حال حاضر بخش شمال و شمال غربی دشت ملکان تحت نفوذ آب شور قرار دارد .عواملی از جمله تبادل یونی، نفوذ آب شور از شورابه‌صهای تبخیری، پلایاهای امروزی، شسته شدن املاح از لایه‌صهای رسی_نمکی و تبخیر از منابع آب زیرزمینی انتهای دشت از عوامل کاهش کیفیت آب در بخش شمال‌صغربی آبخوان می‌صباشند .به منظور حفاظت کیفی منابع آب باید الگوی مدیریتی مناسبی در راستای بهره‌صبرداری بهینه از منابع آب زیرزمینی و کاربری اراضی منطقه اتخاذ گردد
Estimating aquifer hydraulic parameters is essential for assessment of groundwater resources, and for groundwater studies/management. In this study, the hydraulic parameters of Malekan plain aquifer, located in Southeast of Urmia Lake, were estimated using the resistivity data. Besed on the results, the average of alluvial thicknesses, aquifer porosity and specific yield (Sy) were estimated about 75 meters, 32 and 0.042, respectively. Therefore, with combination of pumping test, geological studies and geophysical methods, we can obtain suitable results. The estimated values from both geoelectrical and pumping test methods indicate that the results from electrical resistivity method are acceptable. The groundwater flow model of the plain was designed in the GMS interface software package (GMS 10.1.4) based on the different methods such as the investigation of general groundwater flow pass and also the estimation of hydraulic parameters which had calculated using the various approaches. After that, the mass transport model was designed to simulate the passways of salinity and dissolved solid concentration (Cl-) in the aquifer using MT3DMS. The over-exploitation of groundwater resources triggered to groundwater decline, the extending of the saltwater intrusion in the northwestern part of the plain and thereby the deteriorating of groundwater quality and quantity in northwestern part. In the cases that two or more factors affect inceasing of dissolve solid, the source identification in groundwater could be usable in managing and choosing the right strategies in exploitation and protection of water resources. Therefore, the geochemical water composition, distribution of rare elements and also governing processes groundwater hydrochemistry were evaluated in Malekan Plain Coastal Aquifer. In order to assess the groundwater quality, 41 groundwater samples were collected and analyzed. The high electrical conductivity in the west and northwest parts of the study area is due to high concentrations of gradual increasing in major elements, through groundwater flow and the water quality has decreased from the recharging areas to the end regions of the plain. The results of applying certain ratios, statistical and Hydrogeochemical techniques confirmed that both the evaporation-crystallization reactions and water/rock interaction in the aquifer and exposed the effect of human activities on groundwater quality. Compound Diagram of ionic ratios (Li+/Cl-) vs. (Br-/Cl-) was identified as an adequate criterion of separating different salinity sources. The groundwater samples located in evaporation playas and groundwater part of diagram can be distinguished by the value of Br-/Cl-. The heavy metals concentration such as Zinc, Chromium, Manganese, Iron and Aluminum were less than standard, in all samples. Arsenic contamination in the northwest part is the result of groundwater evaporation at the end of the plain. Furthermore results showed reveal the effect of anthropogenic activities on groundwater quality, addressing the increasing of nitrate and boron concentration. One of the main tools to protect groundwater resources is identifying the aquifer vulnerable areas and monitoring groundwater quality spatial variations. This study presents the vulnerability mapping of the coastal aquifer system using new multi-criteria decision model as IDLRT which allows emphasizing the use of the proposed groundwater quality index of saltwater intrusion (GWQISI). Investigating of hydrogeological parameters impact on aquifer vulnerability, and the results of sensitivity analysis, using both the map removal and single parameter methods, indicate that the Recharge (R) has the most significant impact on the vulnerability index. Based on the IDLRT results, about 22.15, 49.45 and 28.4 of Malekan aquifer have very low, low and moderate vulnerability, respectively. The results reveal that the coastal area is currently undergoing saltwater intrusion and its northwest part is the most affected one by this contamination. Factors like cation exchange, salt water intrusion form the evaporate brines, contemporary playas, leaching of salty-clayey layers and groundwater evaporation at the end of the plain could be the main causes of the groundwater quality reduction, regarding to used techniques. In order to protect the groundwater quality, an appropriate management pattern in groundwater/land usages, must be applied
Hydrogeology of Malekan Plain Coastal Aquifer and its Quantitative and Qualitative Modeling Using Numerical Models
عزیزی، فرحناز
Azizi, Farahnaz
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
