مدل سازی سطح آب زیرزمینی و فرونشست زمین در آبخوان اصفهان-برخوار با استفاده از MODFLOW
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
مهندسی آب
استاد
جهانگیر عابدی كوپائی
امروزه به دنبال رشد روزافزون جمعیت و افزایش نیازها، مصرف آب در بخشهای کشاورزی، شرب و صنعت به طور قابل توجهی فزونی یافته است. کمبود منابع آب سطحی در بسیاری از مناطق جهان، جوامع را به پمپاژ آبهای زیرزمینی برای تامین نیازها وابسته کرده است. چنانچه بهرهبرداری از منابع آب زیرزمینی در مقیاس گسترده و برای مدت زمان طولانی ادامه یابد، مشکلات زیستمحیطی متعددی را به دنبال خواهد داشت که از مهمترین آنها میتوان به پدیده فرونشست زمین اشاره کرد. در حقیقت افزایش تنش موثر در بافت خاک که به دلیل استخراج بیرویه از منابع آب زیرزمینی رخ میدهد، در درازمدت منجر به تراکم استخوانبندی خاک، کاهش حجم خلل و فرج و نشست زمین خواهد شد. بنابراین، مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی در سراسر جهان و به خصوص در مناطقی که به شدت به آبهای زیرزمینی متکی هستند، اهمیت ویژهای دارد. محدوده مطالعاتی اصفهان-برخوار یکی از 21 محدوده مطالعاتی حوضه آبریز گاوخونی میباشد که به دلیل افزایش جمعیت و توسعه روزافزون صنعت و کشاورزی بدون توجه به اقلیم خشک آن، با افت شدید آبهای زیرزمینی و پدیده فرونشست زمین مواجه شده است. با توجه به رشد سریع فرونشست در سطح دشت و پیشروی آن به سمت شهر اصفهان، به کارگیری راهکارهایی برای کنترل این پدیده ضروری میباشد. از این رو، در این پژوهش به مدلسازی جریان آب زیرزمینی و فرونشست زمین در این محدوده مطالعاتی پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا مدل آب زیرزمینی آبخوان برای دوره زمانی مرداد ماه 1396 تا پایان تیر ماه 1400 با استفاده از کد MODFLOW در رابط کاربری گرافیکی GMS تهیه شد. سپس به عنوان پسپردازش مدل آب زیرزمینی، مدلسازی فرونشست زمین با استفاده از بسته SUB انجام گرفت. به منظور واسنجی و صحتسنجی مدل آب زیرزمینی از آمار تراز آب ماهانه در چاههای مشاهدهای و برای واسنجی و صحتسنجی مدل فرونشست از نتایج حاصل از پردازش سری زمانی تصاویر ماهواره Sentinel-1 استفاده شد. مقایسه نقشههای فرونشست حاصل از پردازش تصاویر ماهوارهای با هیدروگراف چاههای مشاهدهای آبخوان نشان داد که در بخشهایی از آبخوان که بیشترین مقدار فرونشست تجمعی را در طول دوره مدلسازی تجربه کردهاند، افت قابل توجه سطح آب زیرزمینی نیز وجود دارد. علاوه بر این همبستگی بالایی میان پهنههای فرونشستی آبخوان و موقعیت چاههای بهرهبرداری و زمینهای کشاورزی منطقه مشاهده شد. به طور کلی، بررسیها نشان داد که فرونشست در منطقه مورد مطالعه عمدتا ناشی از افت آبهای زیرزمینی است اما عواملی از جمله جنس و دانهبندی خاک و ضخامت آبرفت منطقه نیز در میزان فرونشست نقش دارند. در نهایت سه سناریوی ادامه روند کنونی، کاهش 10 درصدی برداشت و افزایش 20 درصدی برداشت به منظور بررسی رفتار آبخوان در نظر گرفته شد. ارزیابی سناریوها نشان داد که ادامه روند کنونی موجب افت بیشتر سطح آب زیرزمینی و افزایش فرونشست تجمعی به ویژه در نیمه جنوبی آبخوان خواهد شد. سناریو کاهش 10 درصدی برداشت از چاهها نیز موجب کاهش میزان افت سطح آب زیرزمینی در آبخوان شد؛ اما قادر به توقف کامل روند نزولی سطح آب زیرزمینی در آبخوان نبود. سناریو افزایش 20 درصدی برداشت از چاهها نیز باعث افت سطح آب زیرزمینی در مناطق وسیعی از آبخوان شده و گسترش پهنههای فرونشستی را به دنبال خواهد داشت. بنابراین به منظور کنترل افت آب زیرزمینی و فرونشست زمین در منطقه مورد مطالعه لازم است تا اقداماتی از جمله اعمال محدودیتهای بیشتر در برداشت از چاهها، افزایش تغذیه در مناطق بحرانی فرونشست و ایجاد منابع آب جایگزین انجام گیرد.
کلمات کلیدی: نوسانهای سطح آب زیرزمینی، فرونشست زمین، مادفلو، بسته SUB

