شبیه سازی جریان آب زیرزمینی دشت نوبندگان فارس با نرم افزارGMS

محورهای موضوعی : Business Administration and Entrepreneurship

سیدامیربیژن الهامیان ¹ (دانشجوی دکتری بخش مهندسی محیط زیست، گرایش آب و فاضلاب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران)
غلامرضا رخشنده رو ² (استاد بخش مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شیراز)
امیرحسین جاوید ³ (استاد گروه مهندسی محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران)

تاریخ دریافت : 1400/08/15 تاریخ پذیرش : 1402/09/04 تاریخ انتشار : 1402/08/01

کلید واژه: شبیه سازی, مدیریت منابع آب, آب زیرزمینی, نرم افزار GMS, دشت نوبندگان,

چکیده مقاله :

چکیده
مدیریت و نظارت بر کمیت منابع آب زیرزمینی و شدت و مسیر جریان درآن ها، از اصول مهم و اساسی در استفاده پایدار از این منابع هستند. هدف از انجام این مقاله، شبیه سازی و تجزیه و تحلیل منابع آب زیرزمینی دشت نوبندگان فارس و بدست آوردن تغییرات دراز مدت این منابع، بیلان آب و تعیین مسیر و شدت جریان با استفاده از نرم افزار GMS می باشد. آمار و اطلاعات چاه های برداشت، چاه های مشاهده ای، توپوگرافی دشت، میزان بارندگی و... با همکاری شرکت آب منطقه ای فارس جمع آوری گردید. هیدرولیک جریان آب زیرزمینی در این دشت شبیه سازی، واسنجی و صحت سنجی شد. سپس مسیر کلی حرکت و شدت جریان برای آبخوان دشت شبیه سازی گردید. هیدروگراف آب زیرزمینی دشت، افت حدود 50 متر در طی دوران تحقیق را نشان می دهد. جریان کلی آب زیرزمینی در این دشت از نواحی کوهستانی شمالی به سمت نواحی جنوب غرب دشت برقرار است. بیشینه هد آن حدود 1283 متر و کمینه آن 1175 متر از سطح دریاهای آزاد می باشد، که بیشتر از 100 متر افت هد در سطح ایستابی آبخوان را نشان می دهد. شبیه سازی جریان آب زیرزمینی دشت نشان می دهد که در نواحی شمالی، و تا حدودی جنوبی دشت، سرعت جریان آب زیرزمینی افزایش می یابد. نتایج این تحقیق می تواند در مطالعات کیفی آب زیرزمینی دشت نیز مورد استفاده قرار گیرد.
 

چکیده انگلیسی:

Abstract
Introduction:
Managing and monitoring the quantity of groundwater resources, along with assessing the intensity and direction of their flow, constitute fundamental principles for sustainable utilization of such resources. This study aims to utilize GMS software to simulate and analyze groundwater resources in Nobandegan plain, Fars, Iran. The objectives include deriving long-term variations in these resources, evaluating the water balance, and ascertaining the direction and intensity of groundwater flow.
Methods: Data related to pumping wells, observation wells, topographic features of the plain, and rainfall, among other pertinent information, were gathered using reports from Fars Regional Water Company. Subsequently, a comprehensive hydraulic model was developed to simulate, calibrate, and validate the groundwater flow within the plain. Following this, the overall trajectory and flow intensity within the plain aquifer were simulated.
Findings:
The hydrograph pertaining to groundwater within the plain reveals a ~50 meter water table drop over the course of the investigation period.  The predominant groundwater flow within this plain is directed from the northern mountainous regions toward the southwestern expanses. The maximum hydraulic head is recorded at approximately 1283 meters, while the minimum stands at 1175 meters above mean sea level, indicating a 108-m drop in the aquifer water table elevation. The simulation results of the groundwater flow within the plain reveal an increased velocity in the northern regions and, to some extent, in the southern reaches of the plain. The findings of this study may be employed for groundwater quality studies on this plain.

منابع و مأخذ:

1. Edalat M., Quantitative and qualitative simulation of Shahreza Plain aquifer and presenting an optimized pattern for withdrawal from pumping wells using MODFLOW software (2012). Master Thesis, Shiraz University (In Persian).


2. Jacques, W. D. (2016), The Handbook of Groundwater Engineering


3. aquaveo.com/GMS


4. Ahmadi A., Simulating flow in Ezeh Plain aquifer using a finite difference numerical model to apply an optimum management (2001), Master Thesis, Shahid Chamran University, Ahvaz (In Persian).


5. Emace, R, Chodhury, A, Anaya, R, and Way, S. C. (2003), A Numerical Groundwater Flow Model of the Upper and Middle Trinity Aquifer, Hill County Area, Texas Water Development Board, Open _ file Report 00 – 02.


6. Hill, M. C. (2009), “Use of Numerical Model for Management of Shallow Groundwater Levels in the Yuma, Arizona Area”, Journal of Groundwater, 34 (3) pp 135-143.


7. Salari M., Investigating the effects of Dodar Dam construction on Ladiz Plain aquifer and its management using a groundwater mathematical model (2007). Master Thesis, Sistan and Balouchestan University (In Persian).


8. Talari Sh., Monitoring flow and pollution in industrial and chemical plants groundwater using numerical models (2009). Master Thesis, Tehran University, Tehran (In Persian).


9. Akbarpoor A., Azizi M., Shirazi M., Mokhtaran Plain groundwater exploitation management using a finite difference mathematical model in GMS6.5 environment (2010). 9th Iran Hydraulic Conference, Aban 1389, Tarbiat Modarres University (In Persian).


10. Maleki R., Karami Gh., Dowlati Ardehjan F., Hosseini H., Asadian F., The effects of 2007-2008 drought on Shahrood Plain using GMS6.0 model (2011), 2^nd National Conference on Applied Researches on Iran Water Resources, Zanjan (In Persian).


11. Kalantari M., Akbarpoor A., Khatibinia M., Numerical modeling of groundwater flow in confined aquifers using an iso-geometric method (2017). 14^th National Conference on Irrigation and Evaporation Reduction, Kerman (In Persian).


12. Bayat Varkeshi M., Fasihi R., Zare Abyaneh H., Numerical simulation of groundwater flow path in Hamadan-Bahar Plain aquifer (2018). Journal of Health and Environment, 11(1) pp. 49-62 (In Persian).


13. Azizi F., Asghari Moghaddam A., Nazemi A., Simulating groundwater flow and saltwater intrusion in Malekan Plain aquifer (2019). Journal of Iran Watershed Management Science and Engineering, 13(45) (In Persian).


14. Amiri V., Investigating saltwater intrusion potential into groundwater resources using a numerical model (Case study: Uromiyeh coastal aquifer) (2020). Journal of Environmental Risks, Vol. 9, 26(4), pp. 161-184 (In Persian).


15. Qiang, Sh, Changhong, Y, Peng, Y.(2019), “Simulation evaluation of groundwater resources in southeastern Bosten Lake based on GMS”, E3S Web Conf, Volume 79, 03020


16. Zhong, H, Guangrui, Q, Linxian, H. (2020), “Quantitative Simulation of Groundwater by Mathematical Model in Muzhu River Aquifer using GMS”, IOP Conf. Ser, Earth Environ. Sci. 510 042020


17. Mollazadeh M., Azizi M., Khosravi A., Groundwater flow simulation using a finite difference mathematical model with GMS software (Case study: Ghaen Plain) (2018). 1^st National Conference on Modeling and New Technologies in Water Management, Birjand (In Persian).


18. Zangeneh M., Zare Abyaneh H., Bayat Varkeshi M., Karyab H., Simulating Nitrate concentration variations in Ghazvin Plain aquifer using groundwater simulation modeling (GMS) (2019). Scientific Journal of Ghazvin Medical Science University, 23(3) pp. 250-260 (In Persian).


19. Mohseni B., Shahedi K., HabibNejad Rowshan M., Darzi NaftChali A., Quantitative simulation of surface and ground water resources in Behshar-BandarGaz Plain using SWAT model (2021). Journal of Water and Soil Resources Protection, 10(11) pp. 109-126 (In Persian).


20. Omar PJ, Gaur S, Dwivedi SB, Dikshit PKS (2020) A modular three-dimensional scenario-based numerical modelling of groundwater flow. Water Res Manag 34:1913–1932


21. Hasan, K, Paul, S, Chy, TJ, Antipova, A. (2021), Analysis of groundwater table variability and trend using ordinary kriging: the case study of Sylhet, Bangladesh. Appl Water Sci 11, 120.


22. Combined water resources study report, Information and water budget on Nobandegan study area (code: 2632), Department of Energy, Iran water resources management company, Fars regional water company, Deputy for water resources basic studies (2015) (In Persian).