شبیه‌سازی پیشروی آب‌شور در آبخوان‌های ساحلی (مطالعه موردی: سواحل جنوبی دریای خزر)

آب و خاک

مقاله 3، دوره 34، شماره 2 - شماره پیاپی 70، خرداد 1399، صفحه 269-286   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v34i2.79639

نویسندگان

مینا نصیری¹؛ مهدی حمیدی^{* 1}؛ حمید کاردان مقدم²

¹دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

²دانشگاه تهران

چکیده

استخراج بیش از حد از آب‌های زیرزمینی می‌تواند منجر به کمبود آب شیرین، نفوذ آب‌شور به آبخوان‌های ساحلی و درنتیجه شوری بیش از حد آن‌ها شود. مدل‌های شبیه‌سازی آب زیرزمینی ابزاری مفید جهت شناخت رفتار سیستم آبخوان‌های ساحلی هستند. سواحل جنوبی دریای خزر یکی از مناطقی است که با معضل پیشروی آب‌شور به آبخوان‌های ساحلی روبرو است. به‌منظور شبیه‌سازی جریان آب زیرزمینی و پیشروی آب ‌شور در آبخوان ساحلی دریای خزر در منطقه ساری- نکا مدل‌های عددی MODFLOW، MT3DMS و SEAWAT در محیط نرم‌افزار GMS10.0 به کار گرفته شدند. پس از شبیه‌سازی برای ارزیابی مدل، واسنجی در مدل کمی برای تراز آب زیرزمینی و در مدل کیفی برای غلظت شوری به مدت 4 سال از مهر 1389 تا شهریور 1393 به‌صورت ماهانه انجام گرفت. مدل واسنجی شده با استفاده از اطلاعات در دسترس برای یک سال آینده از مهر 1393 تا شهریور 1394 برای تراز آب زیرزمینی و غلظت شوری صحت‌سنجی شد. نتایج پهنه‌بندی مکانی مدل حاکی از کیفیت مطلوب آب زیرزمینی در نواحی مرکزی و جنوبی آبخوان ساری-نکا بود. پس از صحت‌سنجی مدل و با فرض ثابت ماندن شرایط هیدروژئولوژیکی آبخوان، نتایج پیش‌بینی مدل برای نواحی با TDS بیشتر از 2000 میلی‌گرم بر لیتر برای 6 سال آینده بیانگر هجوم آب‌شور در مناطق شمالی آبخوان بود.

کلیدواژه‌ها

آبخوان ساحلی؛ آبخوان ساری نکا؛ تهاجم آب شور؛ غلظت شوری

مراجع

1- Abedi Koupai J., Golabchian M. 2015. Estimation of Hydrodynamic Parameters of Groundwater Resources in Kouhpayeh- Segzi Watershed Using MODFLOW. Journal of Water and Soil Science 19(72): 281-293. (In Persian with English abstract)

2- Anderson M.P., and Cherry J.A. 1979. Using models to simulate the movement of contaminants through groundwater flow systems. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 9(2): 97-156.‏

3- Benjakul R. 2010. Simulating dioxane transport in a heterogeneous glacial aquifer system (Washtenaw County, Michigan) using publicly available models and data.‏

4- Cheng Jian M., and Chong Chen X. 2001. Three‐Dimensional Modeling of Density‐ Dependent Salt Water Intrusion in Multilayered Coastal Aquifers in Jahe River Baisn, Shandong Province, China. Groundwater 39(1): 137-143.

5- Chitrakar P., and Sana A. 2015. Groundwater flow and solute transport simulation in Eastern Al Batinah coastal plain, Oman: Case study. Journal of Hydrologic Engineering 21(2): 05015020.

6- Cobaner M., Yurtal R., Dogan A., and Motz L.H. 2012. Three dimensional simulation of seawater intrusion in coastal aquifers: A case study in the Goksu Deltaic Plain. Journal of Hydrology 464: 262-280.

7- Fathi Zaad A., Shahnazari A., Ziatabar Ahmadi M., and Fazloula R. 2017. Investigating of saltwater intrusion in Talar area using the numerical model SHARP‌. 6th National Symposium on Sustainable Agriculture and Natural Resources, Tehran. (In Persian)

8- Guo W., and Langevin C.D. 2002. User's guide to SEAWAT; a computer program for simulation of three-dimensional variable-density ground-water flow (No. 06-A7).

9- GuvanasenV., Wade S.C., and Barcelo M.D. 2000. Simulation of regional ground water flow and salt water intrusion in Hernando County, Florida. Groundwater 38(5): 772-783.

10- Hamidi M., and SabbaghYazdi S.R. 2006. Numerical modeling of seawater intrusion in coastal aquifer using finite volume unstructured mesh method. WSEAS Transactions on Mathematics 5(6): 648.

11- Harbaugh A.W., Banta E.R., Hill M.C., and McDonald M.G. 2000. MODFLOW-2000, the U.S. Geological Survey Modular Ground-Water Model-User Guide to Modularization Concepts and the Ground-Water Flow Process. Open-file Report. U. S. Geological Survey (92): 134.

12- Jabari P., Ghanbarpour M., and Ashbeh A. 2009. Evaluation and determination of groundwater balance in Sari-Neka unconfined Plain. 5th National Conference on Watershed Management Sciences and Engineering of Iran, Karaj. (In Persian)

13- Kardan Moghadam H., and Banihabib M.E. 2017. Investigation of Interference of Salt water in Desert Aquifers (Case study: South Khorasan, Sarayan Aquifer). Journal of Water and Soil 31(3): 673-688. (In Persian with English abstract)

14- Kentel E., Gill H., Aral M.M. 2005. Evaluation of groundwater resources potential of Savannah Georgia region, Multimedia Environmental Simulations Laboratory, Report No. MESL-01-05.

15- Ketabchi H., Mahmoodzadeh D., and Ataie-Ashtiani B. 2014. Effects of climate change on saltwater intrusion in sloping coastal aquifers. 13‌th Iranian Hydraulic Conference, University of Tabriz, Tabriz. (In Persian)

16- Kumar C.P. 2006. Management of groundwater in salt water ingress coastal aquifers. Groundwater Modelling and Management 540-560.

17- Langevin C.D., Shoemaker W.B., and Guo W. 2003. MODFLOW-2000, the US Geological Survey Modular Ground-Water Model-Documentation of the SEAWAT-2000 Version with the Variable-Density Flow Process (VDF) and the Integrated MT3DMS Transport Process (IMT) (No. 2003-426).

18- Ministry of Energy, Regional Water Company of Mazandaran, Report of the water resources Balance of the study area sari-neka (code 1503), Tehran Water and Soil Consulting Engineers, 2014. (In Persian)

19- Narayan K. A., Schleeberger C., and Bristow K. L. 2007. Modelling seawater intrusion in the Burdekin Delta irrigation area, North Queensland, Australia. Agricultural Water Mnagment 89(3): 217-228.

20- Nobi N., and Das Gupta A. 1997. Simulation of regional flow and salinity intrusion in an integrated stream‐aquifer system in coastal region: Southwest region of Bangladesh.

21- Nazari R., and Joodavi A. 1979. Applied flow and contaminant transport modeling in aquifers. (In Persian)

22- Reza pour A., and Saghravani F. 2016. Numerical study of saltwater intrusion in condition of Water table drawdown. The 1st National Conference on Environment, Energy and Biodefense, Tehran. (In Persian)

23- Rouve G., and Stoessinger W. 1980. Simulation of the transient position of the saltwater intrusion in the coastal aquifer near Madras coast. Finite Elements in Water Resources 1.

24- Sherif Mohsen M., Vijay Singh P., and Abdelwahab Amer M. 1988. A two-dimensional finite element model for dispersion (2D-FED) in coastal aquifers. Journal of Hydrology 103.1-2: 11-36.

25- Stein S., Yechieli Y., Shalev E., Kasher R., and Sivan O. 2019. The effect of pumping saline groundwater for desalination on the fresh–saline water interface dynamics. Water Research 156: 46-57.

26- Vafaei F., and Abolghasemi H. 2013. Investigating the change of sea level and groundwater level on seawater intrusion in unconfined aquifers. The 1st National Conference on Environment, Energy and Biodefense, Tehran. (In Persian)

27- Willis R., and Brad Finney A. 1988. Planning model for optimal control of saltwater intrusion. Journal of Water Resources Planning and Management 114.2: 163-178.

28- Zheng C., and Bennett G.D. 2002. Applied contaminant transport modeling (Vol. 2, p. 353). New York: Wiley-Interscience

29- Zheng C., and Wang P.P. 1999. MT3DMS: a modular three-dimensional multispecies transport model for simulation of advection, dispersion, and chemical reactions of contaminants in groundwater systems; documentation and user's guide. Alabama Univ University.