بررسی اندرکنش رودخانه و آبخوان در دشت بجنورد به‌وسیله اندازه‌گیری‌های میدانی و مدل‌سازی عددی

آب و خاک

مقاله 2، دوره 33، شماره 5 - شماره پیاپی 67، دی 1398، صفحه 671-683   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v33i5.72735

نویسندگان

سعید سروری¹؛ علی نقی ضیائی^{* 1}؛ عطااله جودوی²

¹فردوسی مشهد

²مرکز پژوهشی آب و محیط زیست شرق

چکیده

مدیریت جامع و منطقی منابع آب، مستلزم شناخت روابط بین منابع آب سطحی و زیرسطحی و مدیریت تلفیقی می‌باشد. آبخوان آبرفتی دشت بجنورد با مساحت 2/65 کیلومتر مربع در استان خراسان شمالی می‌باشد که بخش اعظم آن را منطقه شهری تشکیل می‌دهد. تأمین آب شرب از خارج محدوده آبخوان آبرفتی در سال­های اخیر افزایش ارتفاع سطح آب در بعضی نقاط دشت را در پی داشته است که باعث ایجاد مشکلاتی برای ساکنان و زیرساخت­های شهر شده است. به منظور شناخت راهکارهای کاهش این مشکلات، شبیه­سازی تراز سطح آب با استفاده از کد MODFLOW و به کمک نرم‌افزارGMS  با در نظر گرفتن رودخانه فیروزه انجام شد و نقش رودخانه در تغذیه و تبادلات با آبخوان مورد بررسی قرار گرفت. بازدیدهای میدانی به منظور اندازه­گیری دبی و عمق آب در چندین مقطع رودخانه انجام شد و از این داده‌ها برای واسنجی مدل بهره گرفته شد. مدل­سازی در حالت ماندگار برای مهرماه سال 1390 صورت گرفت و پس از واسنجی، خطای مدل برابر 53/0 متر به­دست آمد. دوره مدل­سازی غیر ماندگار از مهر ماه سال 1380 الی مهر ماه 1395 شامل ده سال واسنجی و چهار سال صحت‌سنجی بود که پس از اجرا و واسنجی مدل، میانگین خطا در دوره واسنجی به 83/0 متر و خطای دوره صحت‌سنجی به یک متر کاهش یافت. بر اساس نتایج حاصل از بیلان، رودخانه در یک قسمت از مسیر خود حدود 4/2 میلیون متر مکعب در سال آبخوان را تغذیه می­کند و در قسمتی دیگر زهکش کننده آبخوان می‌باشد. در نهایت سناریوهای ادامه روند موجود، حذف چاه­های شرب شهر بجنورد و اثر اجرای سیستم فاضلاب تا سال 2025 به مدل اعمال شد که در انتهای دوره سناریو نتایج به ترتیب حاکی از افت حدود یک متری سطح آب‌زیرزمینی، افزایش تراز سطح آب به میزان چهار متر و فرو افتادن سطح آب به میزان 5/4 متر بود.

کلیدواژه‌ها

تبادل رودخانه و آبخوان؛ تغذیه،؛ واسنجی؛ GMS؛ MODFLOW

مراجع

1- Chitsazan M., Nozarpour L., Nadri A., and Farhadimanesh M. 2016. Evaluation of the hydraulic relationship between the laur Andimeshk and Dez River aquifers using the MODFLOW model. Journal of Advanced Applied Geology .17. (In Persian)

2- Chitsazan M., Chavoshi Z., and Naseri H.R. 2016. Prediction of the interaction of aquifer-river in Daszelq plain, Khuzestan province using MODFLOW model. Journal of Iranian Water Research 9(4): 139-147. (In Persian)

3- Debsarkar P., Roy P.K., Banerjee G., and Mazumdar A. 2015. Study of impact on developed groundwater system around flow fields by using numerical approach in Purulia District. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 7(1): 298-306.

4- Eckhardt K. 2005. How to construct recursive digital filters for baseflow separation. Hydrological Processes 19: 507–515.

5- Healy R.W. 2010. Estimating GroundWater Recharge. 1nd ed.

6- Izady A., Davary K., Alizadeh A., Ziaei A.N., Akhavan S., Alipoor A., Joodavi A., and Brusseau M.L. 2014. Groundwater conceptualization and modeling using distributed SWATbased recharge for the semi-arid agricultural Neishaboor plain, Iran. Hydrogeology Journal 23(1): 47-68.

7- Izady A., Abdalla O.A.E., Joodavi A., Karimi A., Chen M., and Tompson A. 2017. Groundwater recharge estimation in arid hardrock-alluvium aquifers using combined water-table fluctuation and groundwater balance approaches. Hydrological Processes 31: 3437–3451.

8- Jafari z., Ansari H., Faridhoseini A., Ziaei A.N., and Davari K. 2013. Using GMS to simulate the groundwater Flow in an urban Region (case study: bojnourd plain). MSc Thesis, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad. (In Persian with English abstract)

9- Joodavi A., Zare M., Raeisi E., and Ahmadi M.B. 2015. A multi-compartment hydrologic model to estimate groundwater recharge in an alluvial-karst system. Arabian Journal of Geosciences.

10- Karimi Z., porhamat J., Heidarizadeh M., and Kolahchi A. 2012. Investigation of the Effect of Surface Water on Groundwater Level of Mahidsht. Earth Magazine 7(23): 63-78. (In Persian)

11- Ketabchi H., Mahmoudzadeh D., and Farhodihafdaran R. 2017. Estimation of water exchange between wetland and aquifer (case study of canyrabzan wetland). Ecohydrology 4(3): 699-709. (In persian)

12- Movahedian A., and Chitsazan M. 2014. Investigating the interaction of aquifer and Karun river in Gotvand-Aghili plain using MODFLOW model. Watershed Research 111: 9-18.

13- Mansori R., Esmaili K., Ziaei A.N., Ansari H., and Khodashenas S.R. 2012.Study of River Flow Effects on Subsurface Water Diversion Using Porous Media in Seasonal Rivers. Journal of soil and Water 26(5): 1200-1214. (In Persian with English abstract)

14- North Khorasan Regional Water Company. 2014. Report of the Groundwater Mathematical Model of Bojnourd Plain, HydroTech Toos Consulting Engineers Co.

15- North Khorasan Regional Water Company. 2011. Holistic Studies uses and resources of the city and the plain Bojnoord, Consulting Engineers Toossab.

16- Nazari R., and Joodavi A. 2014. Applied Flow and Contaminant Transport Modeling in Aquifers. Mashhad.

17- Recio B., Ibanez J., Rubio F., and Criado J.A. 2005. A decision support system for analyzing the impact of water restriction policies. Journal of Decision Support System 39(3): 385-402.

18- Sinton P., Flynn J., Dixon R., Bonton D., Smith L., and Moreno J. 2011. Modflow and more 2011-Integrated Hydrologic Modeling, International Groundwater Modeling Center (IGWMC).

19- Shaki A.A., and Adeloy A.J. 2007. Mathematical modelling of effects of Irawan irrigation project water abstractions on the Murzuq aquifer systems in Libya, Journal of Arid Environments,Article in Press, Elsevier 2: 133-156.

20- Tetreault M., and Hulley M. 2011. Modflow and more 2011-Integrated Hydrologic Modeling, International Groundwater Modeling Center (IGWMC).

21- Wang S., Shao J., Song X., Zhang Y., Huo Z., and Zhou X. 2008. Application of MODFLOW and geographical information system to groundwater flow Simulation in North Plain, China. Environmental Geology 55: 1449-1462.

22- Winter T.C., Harvey J.W., Franke O.L., and Alley W.M. 1998. Ground water and surface water; a single resource. US Geological Survey Circular 1139.