عنوان

بررسی آلودگی آب زیرزمینی آبخوان دشت میاندوآب و مدل‌سازی کمی- کیفی آن

Number

پ۲۴۴۰۸

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی آلودگی آب زیرزمینی آبخوان دشت میاندوآب و مدل‌سازی کمی- کیفی آن

First Statement of Responsibility

حسین نوروزی قوشبلاغ

Name of Publisher, Distributor, etc.

علوم طبیعی

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۳۹۹

Specific Material Designation and Extent of Item

۲۴۱ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

زمین‌شناسی گرايش آب‌شناسی (هیدروژئولوژی)

Date of degree

۱۳۹۹/۱۲/۱۹

Text of Note

چکيده: دشت میاندوآب با وسعتی تقریباً برابر با1150 کیلومترمربع در جنوب دریاچه اروميه واقع شده و قسمت عمده نیاز آبی این دشت در بخش کشاورزی و شرب از آب زیرزمینی تأمین می‌شود. فعالیت‌های کشاورزی، صنعتی و شهری آلاینده¬های مختلفی را به این آبخوان‌ها تحمیل کرده و باعث کاهش کیفیت منابع آب زیرزمینی شده است. همچنین کاهش بارندگی و افزایش بهره¬برداری از منابع آب زیرزمینی، باعث افت سطح آب زیرزمینی در این منطقه شده است. این پژوهش در سه بخش بررسی دقیق و جامع عوامل آلاینده دشت میاندوآب، بررسی آسیب‌پذیری و تهیه مدل کمی و کیفی مناسب در جهت مدیریت بهره‌وری مناسب از آبخوان دشت با در نظر گرفتن سناریوهای مدیریتی انجام گردیده است. در این ارتباط مدل ریاضی دشت با استفاده از نرم‌افزار GMS مورد بررسی قرار گرفت و همچنین با توجه به اینکه پیش‌بینی چگونگی تغییرات کیفی آب زیرزمینی در آینده از اهداف پایش کمی منابع آب زیرزمینی می‌باشد و می‌تواند در تصمیم‌گیری‌ها و مدیریت منابع کمک نماید. در این تحقیق مدل کیفی دشت میاندوآب به وسیله M3DMS تهیه گردیده است. بر اساس نتایج هیدروشیمیایی، هدایت الکتریکی آب‌های زیرزمینی از سمت شرق و جنوب شرقی به طرف غرب و شمال غرب دشت افزایش می‌یابد. با توجه به اینکه آب‌های زیرزمینی قسمت غربی دشت در عمق 1تا 4 متری وجود دارد، افزایش شدید شوری در اثر وجود سازندهای ریزدانه با نفوذپذیری بسیار کم که باعث می‌شود آب در اثر نیروی کاپیلاری بالا بیاید و در عمق کم واقع شود و در نهایت عمق کم آب زیرزمینی باعث تبخیر شدید و افزایش شوری آب زیرزمینی می‌شود که با برداشت آب جریان آب زیرزمینی به سمت بالادست آبخوان برقرار می‌شود و در نتیجه برقراری این جریان شوری به قسمت‌های بالادست آبخوان نیز توسعه پیدا می‌کند. همچنین بر اساس مقاطع عرضی تهیه شده و سطح آب زیرزمینی مربوط به سال‌های 87، 92 و 97، تراز آب زیرزمینی در نقاط مختلف این نهشته‌ها، به طور تقریبی یکسان است و شیب هیدرولیکی در آن‌ها نزدیک به صفر است. بنابراین، تنها راه خروج آب از آن‌ها، تبخیر می‌باشد که باعث شوری آب زیرزمینی در مناطقی خروجی دشت شده است و اثری از نفوذ آب شور از سمت ساحل دریاچه به سمت آبخوان‌های آبرفتی مشاهده نمی¬شود. نتایج آنالیز فلزات سنگین در نمونه‌های آبی این منطقه نشان می‌دهد که در منطقه میاندوآب انحلال لایههای حاوی آرسنیک که توسط آتشفشان سهند به وجود آمده‌اند، می‌تواند بیانگر آنومالی آرسنیک موجود در آب زیرزمینی این منطقه باشد؛ به خصوص در مناطقی که توسط رودخانه مردق‌چای که از کوه سهند سرچشمه می‌گیرد و تغذیه کننده دشت میاندوآب در قسمت‌های شمال شرقی می‌باشد. در مرحله دوم این پژوهش اقدام به مدل‌سازی ریاضی آبخوان دشت میاندوآب با استفاده از نرم‌افزار GMS شد. در مرحله کالیبراسیون مدل ماندگار، نتایج حاصل از واسنجی خودکار نشان داد که انطباق تقریباً قابل قبولی بین مقادیر مشاهده‌ای و شبیه‌سازی شده وجود دارد، اما به منظور تدقیق بیشتر نتایج مدل، در برخی موارد تغییر پارامترها به صورت دستی نیز انجام شد که از آن جمله می‌توان به تغییر لایه هدایت هیدرولیکی اشاره کرد. بنابراین، با تلفیق دو روش واسنجی خودکار و دستی و اصلاح نتایج حاصل از روش خودکار به صورت دستی و با دید کارشناسی می‌توان به دقت مطلوب‌تری دست یافت. بر اساس نتایج به دست آمده از تحلیل حساسیت مدل، می‌توان چنین نتیجه گرفت که تغییرات هدایت هیدرولیکی در مناطقی با بازه هدایت هیدرولیکی بالاتر تغییرات سطح آب بیشتری را باعث می‌شود. با توجه به اینکه مقادیر سنگ کف بر اساس درون‌یابی نتایج لاگ چاه‌ها و نتایج مطالعات ژئوفیزیک انجام شده است و روش‌های درون‌یابی مختلف می‌تواند خطاها و عدم قطعیت‌های متفاوتی را تولید کند، لذا برای حساسیت‌سنجی این پارامتر ابتدا اقدام به تغییر روش درون‌یابی شد. نتایج به دست آمده تأیید کرد که بهترین روش برای درون‌یابی روش وزن‌دهی معکوس فاصله می‌باشد و نشان داد مدل حساسیت بالایی به تغییرات سنگ کف دارد که این خود میتواند در نتیجه کمبود دادههای دقیق در این زمینه باشد. در بخش سوم این پژوهش نیز آسیب‌پذیری دشت مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج مدل¬ دراستیک برای دشت، 15، 10، 17، 33 و 25 درصد به ترتیب در مناطق با آسیب¬پذیری خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد واقع‌شده‌اند. با توجه به نتایج مدل بخش‌های مرکزی دشت میاندوآب به‌عنوان مناطق آسیب¬پذیرتر معرفی شده است. بر اساس بهینه‌سازی روش دراستیک با الگوریتم ژنتیک، عمق آب زیرزمینی، هدایت هیدرولیکی و محیط غیراشباع به ترتیب بیشترین تأثیر را در آسیب‌پذیری آب زیرزمینی منطقه دارند. نقشه بهینه شده با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک نشان می‌دهد که حدود 18، 11، 28، 26 و 17 درصد از دشت به ترتیب در مناطق با آسیب¬پذیری خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد واقع‌شده‌اند. همچنین نقشه بهینه شده با استفاده از روش Random Forest نشان می‌دهد که به ترتیب 5/14، 13، 18، 5/26 و 28 درصد دشت در مناطقی با آسیب‌پذیری بسیار کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد واقع شده است.

Text of Note

Abstract: The Miandoab (widely known as Qoshachai) plain with an approximately of 1150 km2 area, is located in the West Azerbaijan Province, Southeast of the Urmia Lake in NW of Iran and most of the water demands of this area in agriculture and drinking water are supply from groundwater. Agricultural, industrial and urban activities have imposed various pollutants on these aquifers and have reduced the quality of groundwater resources. Also, the decrease in rainfall and increase of the groundwater abstraction has caused a decrease in groundwater levels in this region. Proper productivity management of aquifer has been done by considering management scenarios. In this regard, the mathematical model of the plain was studied using GMS software and also considering that predicting how groundwater quality changes in the future is one of the goals of quantitative monitoring of groundwater resources and can help in decision and groundwater resource management. in this study The quality model of Miandoab plain has been prepared by M3DMS.Based on the hydrochemical results, the electrical conductivity of groundwater increases from east and southeast towards the west and northwest of the plain. Since the groundwater in the western part of the plain is at a depth of 1 to 4 meters, a sharp increase in salinity due to the presence of fine-grained formations with very low permeability causes water to rise due to capillary force and be at a shallow depth, and finally, depth Lack of groundwater causes severe evaporation and increase the salinity of groundwater, and with the withdrawal of water, groundwater flow is established upstream of the aquifer, and as a result, the establishment of this salinity flow to the upstream parts of the aquifer. Also, based on the prepared cross-sections and groundwater level related to the years 87, 92 and 97, the groundwater level in different parts of these deposits is approximately the same and the hydraulic slope in them is close to zero. Therefore, the only way out of them is evaporation, which has caused salinity of groundwater in the outlet areas of the plain, and no trace of saline water infiltration from the lakeshore to alluvial aquifers is observed. The results of the heavy metal analysis in aqueous samples of this region show that in the Miandoab region, the dissolution of arsenic-containing layers formed by the Sahand volcano can indicate an arsenic anomaly in the groundwater of this region. Especially in the areas that are fed by the Mordagh Chay River, which originates from the Sahand Mountain and feeds the Miandoab plain in the northeastern parts. In the second stage of this research, numerical modeling of the aquifer of Miandoab plain was performed using GMS software. In the steady-state model calibration phase, the results of automatic calibration showed that there is an almost acceptable correlation between the observed and simulated values, but to further refine the model results, in some cases, the parameters were changed manually, including It is possible to change the hydraulic conductivity layer. Therefore, by combining the automatic and manual calibration methods and modifying the results with an expert view, more desirable accuracy can be obtained. Based on the obtained results from the sensitivity analysis of the model, it can be concluded that changes in hydraulic conductivity in areas with higher hydraulic conductivity cause more changes in water level. The results confirmed that the best method for interpolating is the IDW method and showed that the model has a high sensitivity to bedrock changes which can be related to the lack of accurate data in this field. In the third step of this study, the vulnerability of the plain was examined. According to the results of the DRASTIC model for the plain, 15, 10, 17, 33 and 25% respectively located in areas with very low, low, moderate, high and very high vulnerabilities. Basedon the results, the central parts of Miandoab plain has been introduced as more vulnerable areas. Due to the DRASTIC method optimization with a genetic algorithm, groundwater depth, hydraulic conductivity and unsaturated zone respectively have the greatest impact on groundwater vulnerability in the region. The optimized map using the genetic algorithm method showed that 18, 11, 28, 26 and 17% of the plain respectively located in areas with very low, low, moderate, high and very high vulnerabilities. Also, the optimized map using RF method showed that 14.5, 13, 18, 26.5 and 28% of the plain respectively located in areas with very low, moderate, high and very high vulnerabilities,.

Variant Title

Investigating Groundwater Contamination of Miandoab Plain Aquifer and its Quantitative-Qualitative Modeling

Entry Element

‏ ‏نوروزی قوشبلاغ،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏حسین

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

اصغري مقدم،

Entry Element

شیری،

Entry Element

‏سلیکو،

Part of Name Other than Entry Element

اصغر

Part of Name Other than Entry Element

‏جلال

Part of Name Other than Entry Element

‏فولویو

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز