تعیین میزان بهینه برداشت از منابع آب زیرزمینی دشت ممنوعه سرخس

نوع محتوی: طرح پژوهشی
Language: Persian
Document ID: R-1278773
Publish: 29 September 2021
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
View: 342
Pages: 142
Publish Year: 1398

This Research With 142 Page And PDF Format Ready To Download

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Research:

Abstract:

برداشت بهینه یا پایدار یک حوضه آب زیرزمینی به صورت نرخی تعریف می گردد که به صورت دائمی تحت شرایط بهرهبرداری مشخص و بدون ایجاد نتایج ناخواسته نظیر کاهش منابع آبی، ایجاد شرایط غیر اقتصادی پمپاژ، تخریب کیفیت آب زیرزمینی، تداخل با حقابههای موجود و فرونشست زمین ناشی از پایین افتادن سطح آب زیرزمینی قابل برداشت میباشد. هرگونه برداشت مازاد بر برداشت پایدار منجر به اثرات منفی چشمگیری بر محیط زیست، اجتماع یا شرایط اقتصادی خواهد شد. به دلیل عدم وجود حل مستقیم و آسان معادلات ارائه شده جهت تخمین برداشت پایدار، اغلب به یک مدل عددی کالیبره شده نیاز میباشد. خروجی بیلان جرمی مدل عددی، ابزار مستقیمی برای تصمیمگیری در مورد میزان برداشت پایدار مجاز حوضه میباشد.
دشت سرخس در شمالشرق استان خراسان رضوی و در مجاورت کشور ترکمنستان واقع شده است. با توجه به روند رو به رشد استحصال آب از این آبخوان به دلیل توسعه کشاورزی و همچنین خشکسالی های اخیر فشار بر آبخوان افزایش یافته که از پیامدهای آن کاهش ذخیره استاتیک آبخوان بوده است. از طرف دیگر با احداث سد دوستی عم ا لا سیلابهای ورودی هریرود به دشت سرخس محدود شده که این موضوع افت بیشتر سطح آب زیرزمینی در بخشهای مختلف بهویژه بخش شمالی آبخوان را در پی داشته است. کاهش مقدار و تغییر در کیفیت منابع آب زیرزمینی از جمله اثرات کمی و کیفی افت سطح آب زیرزمینی بوده است. نظر به اهمیت منابع آب زیرزمینی در این دشت مرزی، تعیین حد مجاز و بهینه برداشت از منابع آب زیرزمینی در راستای مدیریت بهینه این منبع اقتصادی ارزشمند در استان خراسان رضوی ضروری بوده و لذا به عنوان هدف تحقیق حاضر درنظر گرفته شده است. بدینمنظور پس از بررسی هیدروژئولوژیکی آبخوان و تهیه مدل مفهومی آن، مدل عددی آبخوان با استفاده از برنامه کامپیوتری مادفلو تهیه شده و میزان برداشت پایدار از آبخوان تعیین شده است. مطابق نتایج مدل عددی
میزان برداشت پایدار از آبخوان سرخس حدود ۲۴۵ میلیون مترمکعب در سال برآورد شده که معادل حدود ۸۰ درصد برداشت فعلی از آبخوان میباشد. بنابراین لازم است برای جلوگیری از تهی شدگی  بیشتر آبخوان میزان برداشت از آن حداقل ۲۰ درصد کاهش یابد. کاهش برداشت از آبخوان از حدود ۳۰۷ میلیون متر مکعب در سال در شرایط فعلی به برداشت پایدار حدود ۲۴۵ میلیون متر مکعب در سال، ضمن کاهش ذخیره منفی آبخوان به صفر، پایداری در تغییرات زمانی سطح ایستابی آبخوان را منجر خواهد شد.

فهرست مطالب Research

چکیده: ................................................................................................................... ۳
فصل اول: مطالعات پایه .......................................................................................... ۱۶
۱ - ۱ مقدمه - ............................................................................................................ ۱۷
۱ - ۲ گزینههای برداشت ) - Yield ( حوضه .......................................................................... ۲۰
۱ ۲ ۱ برداشت معدنی ) - Mining yield ) ....................................................................... ۲۰
۲ ۲ ۱ برداشت دائمی ) - Perennial yield ) .................................................................... ۲۰
۳ ۲ ۱ برداشت دائمی تعویقی ) - Deferred yield ) ............................................................ ۲۱
۴ ۲ ۱ حداکثر برداشت دائمی ) - Maximum perennial yield ) ........................................... ۲۳
۱ ۴ ۲ ۱ ارزیابی برداشت دائمی - ............................................................................ ۲۳
۲ ۴ ۲ ۱ فاکتورهای کنترلکننده برداشت دائمی - ......................................................... ۲۴
۳ ۴ ۲ ۱ محاسبه برداشت دائمی - ............................................................................ ۲۵
۴ ۴ ۲ ۱ نوسانات برداشت دائمی - ........................................................................... ۲۶
۳ ۱ برداشت پایدار ) - Sustainable yield ) ....................................................................... ۲۸
۱ ۳ ۱ تعیین حجم برداشت پایدار قبل از رسیدن به شرایط تعادلی - .......................................... ۳۵
۲ ۳ ۱ برداشت معدنی )غیر پایدار( - ............................................................................. ۳۸
۷
۳-۳-۱ برداشت معدنی جزئی )غیر پایدار( - - - ..................................................................... ۳۹
۴--۳--۱ عکس العمل سطح آب زیرزمینی - ....................................................................... ۳۹
۵--۳--۱ کیفیت آب - ................................................................................................ ۴۱
۶--۳--۱ شروط اکولوژیکی - ....................................................................................... ۴۲
۱ - ۴ بیان مساله و ضرورت انجام تحقیق حاضر - ................................................................... ۴۳
فصل دوم: هیدروژئولوژی آبخوان سرخس .............................................................. ۴۴
۲ - ۱ مقدمه - ............................................................................................................ ۴۵
۲ - ۲ زمینشناسی محدوده مطالعاتی سرخس - ...................................................................... ۴۶
۲ - ۲ - ۱ تشکیلات مزوزوئیک )واحدهای زمینشناسی دوران دوم( - .......................................... ۴۸
۲ - ۲ - ۲ تشکیلات سنوزوئیک )واحدهای زمینشناسی دوران سوم( - ......................................... ۴۸
۲ - ۲ - ۳ رسوبات دوران چهارم - ................................................................................... ۴۹
۲ - ۳ حدود و گسترش آبخوان سرخس - ........................................................................... ۵۱
۲ - ۴ سنگ کف آبخوان سرخس - .................................................................................. ۵۴
۲ - ۵ ضخامت آبخوان سرخس - ..................................................................................... ۵۴
۲ - ۶ شبکه پیزومتری آبخوان سرخس - ............................................................................. ۵۵
۲ - ۷ نوسانات سطح ایستابی آبخوان سرخس - ..................................................................... ۵۹
۲ - ۸ هیدروگراف معرف آبخوان سرخس - ........................................................................ ۶۳
۸
۹ ۲ نقشه همپتانسیل )تراز( و جهت جریان آب زیرزمینی در آبخوان سرخس - - ............................... ۶۵
۲ - ۱۰ نقشه همعمق آبخوان سرخس - ............................................................................... ۶۶
۲ - ۱۱ ضرایب هیدرودینامیک آبخوان سرخس - .................................................................. ۶۸
۲ - ۱۲ بیلان آبخوان آبرفتی سرخس - ............................................................................... ۷۱
۲ - ۱۲ - ۱ مولفههای ورودی آبخوان - ............................................................................. ۷۲
الف جریان ورودی زیرزمینی به آبخوان ) - InG ) ............................................................. ۷۲
ب تغذیه ناشی از بارش ) - PR ) ................................................................................. ۷۵
ج تغذیه ناشی از آب برگشتی مصارف مختلف ) - RfR ) ..................................................... ۷۶
۲ - ۱۲ - ۲ مولفههای خروجی آبخوان - ............................................................................ ۷۶
الف جریان خروجی زیرزمینی ) - tOuG ) ....................................................................... ۷۶
ب برداشت از آبخوان ) - D ) .................................................................................... ۷۷
ج تبخیر و تعرق از آبخوان ) - ET ) ............................................................................. ۷۷
د زهکشی آبخوان به منابع سطحی ) - DrG ) .................................................................... ۷۷
۲ - ۱۲ - ۳ تغییرات حجم ذخیره آبخوان در دوره بیلان - ......................................................... ۷۹
۲ - ۱۲ - ۴ خلاصه بیلان آبخوان آبرفتی سرخس - ................................................................ ۷۹
فصل سوم: مدلسازی هیدروژئولوژیکی آبخوان سرخس با کد کامپیوتری MODFLOW .. ۸۱
۳ - ۱ مقدمه - ............................................................................................................ ۸۲
۹
۲ ۳ مدل مفهومی آبخوان سرخس - - ................................................................................ ۸۳
۳ - ۲ - ۱ هندسه آبخوان سرخس - .................................................................................. ۸۳
۳ - ۲ - ۲ هیدرولیک آبخوان سرخس - ............................................................................. ۸۴
۳--۳ تبدیل مدل مفهومی آبخوان سرخس به مدل عددی - ........................................................ ۸۵
۳ - ۳ - ۱ شبکهبندی )گسستهسازی( محدوده آبخوان - ........................................................... ۸۶
۳ - ۳ - ۲ تعیین شرایط مرزی مدل - ................................................................................. ۸۸
الف مرزهای ورودی و خروجی جریان - ...................................................................... ۸۸
ب توپوگرافی سطحی و سنگ کف آبخوان - ................................................................ ۹۰
۳ - ۳ - ۳ ثبت ویژگیهای آبخوان در شبکه مدل - .................................................................. ۹۳
الف نوع آبخوان - ................................................................................................ ۹۳
ب پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان - ....................................................................... ۹۳
ج ثبت پیزومترها )چاههای مشاهدهای( - ...................................................................... ۹۵
د شرایط اولیه - ................................................................................................... ۹۵
۳ - ۳ - ۴ اعمال تنشهای وارده به آبخوان در مدل عددی - ........................................................ ۹۸
الف دورههای تنش - ............................................................................................ ۹۸
ب بستههای تنش - ............................................................................................... ۹۸
ب- ۱ برداشت توسط چاههای بهرهبرداری - .................................................................. ۹۸
۱۰
ب- ۲ تغذیه ناشی از بارش - ................................................................................... ۱۰۰
ب- ۳ تغذیه ناشی از آب برگشتی کشاورزی - .............................................................. ۱۰۰
۳ - ۴ واسنجی مدل عددی - .......................................................................................... ۱۰۰
۳ - ۴ - ۱ بررسی انطباق مقادیر بار هیدرولیکی محاسبهشده و مشاهدهای - .................................... ۱۰۲
۳ - ۴ - ۲ بررسی مقادیر بار هیدرولیکی محاسبهای در مقابل باقیماندهها - ..................................... ۱۰۲
۳ - ۴ - ۳ مقایسه هیدروگراف محاسبهای و مشاهدهای - ........................................................ ۱۰۳
۳ - ۵ صحتسنجی مدل عددی - .................................................................................... ۱۰۸
۳ - ۶ ارائه نتایج مدل عددی - ........................................................................................ ۱۰۸
۳ - ۶ - ۱ نقشه همپتانسیل شبیهسازی - ............................................................................. ۱۰۸
۳ - ۶ - ۲ بیلان آب زیرزمینی محاسبه شده توسط مدل عددی - ............................................... ۱۱۱
فصل چهارم: تعیین برداشت بهینه )پایدار( از آبخوان سرخس .................................... ۱۱۳
۱--۴ مقدمه - ........................................................................................................... ۱۱۴
۲--۴ تعیین دوره مبنا - ................................................................................................ ۱۱۴
۳--۴ برداشت از آبخوان سرخس و تغییرات زمانی مولفههای بیلان در دوره مبنا - ............................. ۱۱۵
۴ - ۳ - ۱ ورودی زیرزمینی به آبخوان - ........................................................................... ۱۱۵
۴ - ۳ - ۲ تغذیه سطحی - ............................................................................................ ۱۱۶
۴ - ۳ - ۳ مجموع ورودیها به آبخوان - ............................................................................ ۱۱۷
۱۱
۴ ۳ ۴ خروجی زیرزمینی از آبخوان - - - .......................................................................... ۱۱۸
۴ - ۳ - ۵ برداشت از آبخوان - ..................................................................................... ۱۱۹
۴ - ۳ - ۶ مجموع خروجیها از آبخوان - ........................................................................... ۱۲۰
۴ - ۳ - ۷ تغییرات ذخیره آبخوان - ................................................................................. ۱۲۱
۴--۴ بررسی اثرات تغییر برداشت بر مولفههای بیلان آبخوان سرخس - ......................................... ۱۲۵
۵--۴ تعیین حد پایدار برداشت از آبخوان سرخس - ............................................................... ۱۳۰
۶--۴ جمعبندی نتایج - ................................................................................................ ۱۳۶
منابع ................................................................................................................. ۱۳۹

نمایش کامل متن