%38تخفیف

تهيه مدل کمی آبخوان دشت مه ولات با استفاده از MODFLOW

تعداد 110صفحه در فایل word

 

کارشناسی ارشد رشته مهندسی کشاورزی گرایش مهندسی منابع آب

تهيه مدل کمی آبخوان دشت مه ولات با استفاده از MODFLOW

چکیده

دشت مه­ولات(در بعضی منابع فیض آباد) واقع در استان خراسان رضوي و در موقعيت جغرافيايي ´58-º57 تا ´03-º59 طول شرقی و ´48-º34 تا ´11-º35 عرض شمالی واقع شده است. از جمله دشت­های بحرانی از نظر وضعیت منابع آبی می باشد به علت واقع شدن این دشت در منقطه­ای خشک و کویری و کمبود منابع آب سطحی تامین آب بیشتر از طریق منابع آب زیرزمینی انجام می­پذیرد از سوی دیگر به علت شرایط اقلیمی مناسب برای محصولات کشاورزی از جمله پسته و انار باعث شده است تا برداشت بی رویه آب از منابع آب زیر زمینی در این منطقه انجام پذیرد. که نتیجه آن افت شدید سطح آب، معکوس شدن گرادیان هیدرولیکی بین آبخوان دشت مه­ولات و آب­های شور(کویر نمک) مجاور آن و در نتیجه شور شدن آب زیر زمینی در این منطقه شده است. از این رو برای بهبود و شناخت بیشتر آبخوان، مدل سازی عددی آبخوان در این تحقیق هدف گذاری گردید. لذا در گام اول مدل مفهومی آبخوان با جمع آوری اطلاعات و آمار موجود و تجزیه تحلیل آن ها انجام گرفت، تا با توجه به اطلاعات و آمار در دسترس مدل مفهومی آبخوان دشت مه­ولات برای طول دوره آماری 13 سال(79-92) تهیه گردید در گام بعد مدل عددی آبخوان با استفاده از کد معروف MODFLOW2000 و رابط گرافیکی GMS7.1  تهیه گردید برای این منظور نیز از اطلاعات 10 سال(89-79) برای دوره واسنجی و از اطلاعات 3 سال(92-89) برای دوره صحت سنجی استفاده گردید. در اولین ران قبل از واسنجی مقدار میانگین مربعات خطا کمتر از 6 و پس از واسنجی این مقدار 0.520 و درنهایت پس از انجام صحت سنجی برای طول دوره 13 سال 0.531 به دست آمد. پس از اینکه مدل عددی آبخوان به دست آمد. سه سناریو مختلف یکی با هدف برگشت سریع آبخوان به حالت اولیه و دیگری به تعادل رسیدن آبخوان در دراز مدت و سومین سناریو برای مدیریت در شرایط بحرانی  هدف گذاری گردید به این منظور برای دو سناریو اول از مقدار تخلیه هر سال نسبت به سال قبل 5 درصد کاسته شد که در سناریو اول این کار تا 30 سال آینده ادامه پیدا کرد و پیش بینی شد که در 30 سال آینده تراز متوسط آبخوان به مقدار 821 متر برسد این در حالی است که در پایان سال آبی 91-92 تراز متوسط آبخوان 798 متر بوده است. اما در سناریو دیگر کاهش برداشت 5 درصد نسبت به سال قبل تا سال 97(متوقف شدن افت سطح آب) ادامه پیدا کرد و پس از آن برداشت آب با همان مقدار سال 97 ادامه پیدا کرد و در نتیجه پیش بینی میشود در این سناریو پس از گذشت 30 سال تراز متوسط آبخوان 802 متر باشد. اما در سناریو سوم در عرض یک سال حجم تخلیه از آبخوان به نصف تقلیل پیدا کرد و پیش بینی شد که تراز سطح آب از سال  1395 روند صعودی پیدا کند و در پایان سال 1425 به تراز 823 متر برسد.

کلید واژه:دشت،مدل مفهومی،مدل سازی عددی،فیض آباد، GMS

 

 

فهرست مطالب                                                                                                                                      صفحه                        

1-فصل اول مقدمه. 1

1-1-  مقدمه. 1

1-2-  ضرورت انجام تحقیق.. 2

1-3-  اهداف تحقیق.. 2

1-4-  فرضیه تحقیق.. 3

1-5-  پیش فرضهای تحقیق.. Error! Bookmark not defined.3

1-6-بخش های پایان نامه. 3

2-فصل دوم بررسی منابع.. 4

2-1-  پیشینه پژوهش…. 4

2-1-1-  مطالعات بین المللی انجام شده 4

2-1-2-  مطالعات داخلی انجام شده 7

2-1-3-  مطالعات منطقهای انجام شده 9

2-2-  جمع بندی و دلیل انجام این پژوهش…. 11

3-فصل سوم مواد و روش ها 12

3-1-  گرد آوری کلیه اطلاعات و دادهها (بررسی منابع) 16

3-1-1-  هواشناسي.. 16

3-1-2-  زمين شناسي و هيدروژئوشيمي.. 18

3-1-3-  زمين ساخت منطقه مورد مطالعاتي.. 21

3-2- تدوین مشاهدات کنترل کننده 22

3-2-1-  سطح آب در پیزومترها 24

3-2-2-    اطلاعات هیدرومتری.. 30

3-2-3   دبی چاههای بهرهبرداری.. 30

3-2-5-  چشمه. 33

3-2-6-  قنات… 33

3-3-  تدوین هندسه مخزن.. 36

3-3-1-  الف: توپوگرافی.. 38

3-3-2-  مرز آبخوان.. 39

3-3-2-  سنگ کف… 42

3-3-5-  لایه شناسی (Stratigraphy) مخزن.. 47

3-4-  تعیین ضریب ضرایب هیدرودینامیک…. 48

3-4-1-  برآورد هدایت هیدرولیکی.. 56

3-4-2-  برآورد ضریب ذخیره: 56

3-5-  تبیین وضعیت تغذیه/ تخلیه. 59

3-5-1-  تعیین پمپاژ از چاههای کشاورزی (برداشت) 59

3-5-2-  برآورد تغذیه. 61

3-6-  تلفیق کلی اطلاعات و ارائه مدل نهایی.. 62

3-6-1-  تلفیق نتایج حاصل از کلیه مراحل قبلی.. 64

3-7-  مراحل ساخت و آماده سازي مدل عددی منطقه مورد مطالعه. 65

3-7-1-  ايجاد مدل مفهومي اوليه: 65

3-7-2-  ايجاد مدل مادفلو و تکميل دادههاي ورودي: 67

3-7-3-  انتخاب دورههاي تنش (Stress Periods) 67

3-7-4-  تکميل دادههاي ورودي.. 67

4-فصل چهارم. 70

4-1-  اجراي اوليه مدل.. 70

4-2-واسنجي.. 70

4-2-1-  نتايج واسنجي.. 71

4-3-  صحت سنجي.. 79

4-4-  مقایسه نتایج حاصل با مدل جودوی.. 80

4-5-  آماده سازی مدل برای پیش بینی آینده 82

4-6-  سناریوهای مدیریتی.. 84

4-6-1-  سناریو اول.. 84

4-6-2-  سناریو دوم. 86

4-6-3-  سناریو سوم. 87

4-7-  الگوی کشت منطقه. 87

5-فصل پنجم.. 90

منابع: 92

پیوست 1 مقادیر مشاهداتی و محاسباتی هر یک از پیزومتر ها 96

 

عنوان شکل                                                                                                                                         صفحه

شکل ‏3‑1شمای عمومی فرایند مدل سازی سامانه منابع آب… 12

شکل ‏3‑2  مراحل کلی مدل مفهومی.. 15

شکل ‏3‑3 نقشه پایه زمین شناسی.. 20

شکل ‏3‑4 نيمرخ شماتيک ارتفاعات شمال غرب منطقه. 21

شکل ‏3‑5 شمای عمومی ارتباط اجزا درونی مرحله یک…. 23

شکل ‏3‑6 موقعیت پیزومترهای فعال درآبخوان.. 26

شکل ‏3‑7 نقشه هم عمق سطح آب (مهر79 و شهریور92) 27

شکل ‏3‑8 آبنمود واحد آبخوان مه ولات… 29

شکل ‏3‑9 گروه بندي چاههاي بهرهبرداري بر حسب سال حفاري (*نامعلوم چاههایی که سال حفر آنها مشخص نیست) 31

شکل ‏3‑10 موقعیت چاه های بهره برداری.. 32

شکل ‏3‑11 موقعیت مادر چاه و مظهر قنوات… 35

شکل ‏3‑12شمای عمومی ارتباط اجزا درونی مرحله دو 37

شکل ‏3‑13نمای شماتیک نحوه تعیین مرز آبخوان.. 39

شکل ‏3‑14 دیاگرام نحوه تعیین مرز آبخوان.. 41

شکل ‏3‑15 دیاگرام نحوه تعیین سنگ کف… 43

شکل ‏3‑16 مرز تعریف شده برای آبخوان به همراه موقعیت چاه ها و سونداژ های سال 75. 44

شکل ‏3‑17 نقشه هم تراز سنگ کف… 45

شکل ‏3‑18 نمای سه بعدی از محیط arc scene (ترتیب لایه ها از بالا به پایین: سطح زمین، سطح آب، سنگ کف) 46

شکل ‏3‑19 شمای عمومی ارتباط اجزا درونی مرحله سه. 49

شکل ‏3‑20 وزارت نيرو، استاندارد مهندسي آب، راهنماي مطالعات ژئوفيزيک در آبهاي زيرزميني – استاندارد شماره 85 الف (شهريور 1384) 52

شکل ‏3‑21 نقشه تغییرات هدایت هیدرولیکی بر حسب متر بر روز 57

شکل ‏3‑22 نقشه تغییرات ضریب ذخیره 58

شکل ‏3‑23- شمای عمومی ارتباط اجزا درونی مرحله چهار 59

شکل ‏3‑24 شمای عمومی ارتباط درونی مرحله پنج.. 63

شکل ‏3‑25 خلاصه نتایج مدل مفهومی.. 64

شکل ‏3‑26 نمایی از شبکه بندی آبخوان قبل از مدل سازی در محیط GMS. 66

شکل ‏3‑27 نمودار زمان بندي پمپاژ توليد شده توسط GMS براي يک چاه، بر اساس دادههاي ورودي  69

شکل ‏4‑1 هدف واسنجي.. 72

شکل ‏4‑2 نقشه تراز آب زيرزميني شبيهسازي شده و مقایسه آن با سطح آب مشاهدهاي(پیزومترها) در آخرين دوره تنش واسنجي (شهريور 89) 73

شکل ‏4‑3 مقادير هدايت هيدروليکي براي مدل دشت مه ولات… 75

شکل ‏4‑4 مقادير آبدهی ویژه براي مدل دشت مه ولات… 76

شکل ‏4‑5 مقدار تغذیه واسنجی شده برای شهریور 89. 77

شکل ‏4‑6 مقایسه منحنی های هم تراز سطح آب مشاهداتی و محاسباتی در شهریور92. 78

شکل ‏4‑7 تغییرات مقادیر خطای مدل با گذشت زمان.. 80

شکل ‏4‑8 مقادير اوليه محدودههاي مختلف هدايت هيدروليکي و آبدهي ويژه آبخوان مه­ولات(جودوی،1388) 81

شکل ‏4‑9 مقادير هدايت هيدروليکي و ضريب آبدهي ويژه واسنجي شده براي مدل آبخوان مهولات(جودوی،1388) 81

شکل ‏4‑10 تغییرات جریان ورودی و خروجی آب زیر زمینی     83

شکل ‏4‑11 تغییرات تغذیه در گذر زمان.. 83

شکل ‏4‑12 تغییرات تخلیه از آبخوان در گذر زمان.. 84

شکل ‏4‑13 آبنمود معرف آبخوان برای سناریو اول.. 85

شکل ‏4‑14 تغییرات سطح آب در محدوده آبخوان برای سناریو اول در پایان سال 1425. 85

شکل ‏4‑15 آبنمود معرف آبخوان برای سناریو دوم. 86

شکل ‏4‑16 آبنمود معرف آبخوان برای سناریو دوم. 87

اشکال پیوست

شکل ‏0‑1 پیزومتر غرب عبدل آباد. 96

شکل ‏0‑2  پیزومتر فيض آباد روبروي توس داشت… 97

شکل ‏0‑3 پیزومتر شرق عبدل آباد. 97

شکل ‏0‑4 پیزومتر شمال مهنه. 98

شکل ‏0‑5 پیزومتر اراضي مهنه تپه خاك… 98

شکل ‏0‑6 پیزومتر جاده گناباد. 99

شکل ‏0‑7 پیزومتر نو بهار شرق مياندهي.. 99

شکل ‏0‑8 پیزومتر بين مياندهي ويونسي.. 100

شکل ‏0‑9 پیزومتر برجک خرابه. 100

شکل ‏0‑10 پیزومتر ده نو- مير ملک…. 101

شکل ‏0‑11 پیزومتر چاه خرما 101

شکل ‏0‑12 پیزومتر شمال شمس آباد. 102

شکل ‏0‑13 پیزومتر کنار بند خاکي همت آباد. 102

شکل ‏0‑14پیزومتر جاده کاشمر. 103

شکل ‏0‑15 پیزومتر شمس آباد. 103

شکل ‏0‑16 پیزومتر  راه چين  چين.. 104

شکل ‏0‑17 پیزومتر جاده شمس آباد  1. 104

شکل ‏0‑18 پیزومتر غرب فيض آباد. 105

شکل ‏0‑19 پیزومتر جاده شمس آباد 2. 105

شکل ‏0‑20 پیزومتر بين ريگي وقربان آباد. 106

شکل ‏0‑21 پیزومتر شمال جنت آباد. 106

شکل ‏0‑22 پیزومتر جنوب جنت  آباد. 107

شکل ‏0‑23 پیزومتر مياندهي.. 107

شکل ‏0‑24 پیزومتر شرق فتح آباد. 108

شکل ‏0‑25 پیزومتر شرق فتح آباد0کنار درختان توت… 108

شکل ‏0‑26 پیزومتر اراضي خالصه. 109

شکل ‏0‑27 پیزومتر بين فتح آباد0فيض آباد. 109

عنوان جدول                                                                                                                                       صفحه

جدول ‏3‑1ميانگين متوسط دماي دشت مه ولات در ماههاي مختلف سال (سانتيگراد) 16

جدول ‏3‑2مقادير ميانگين تبخير ماهانه از تشتک در دشت مه ولات (ميليمتر) 17

جدول ‏3‑3 تعداد روزهاي يخبندان در ايستگاه مهنه، معرف دشت مه ولات… 17

جدول ‏3‑4 توزيع و مقادير ميانگين بارندگي ماهانه دشت مه ولات (ميليمتر) 18

جدول ‏3‑5 میانگین بارندگی دشت مهولات… 18

جدول ‏3‑6 مشخصات چاههاي پيزومتري.. 25

جدول ‏3‑7 هدایت هیدرولیکی در برخي تشکيلات زمين شناسي.. 54

جدول ‏3‑8تخلخل مفيد (آبدهي مخصوص) در برخي تشکيلات زمين شناسي.. 54

جدول ‏3‑9 تشکيلات زمين شناسي و نفوذپذيري لايه‌هاي آبدار بر حسب دامنه تغييرات پارامتر مقاومت ويژه الکتريکي( ) 55

جدول ‏3‑10 تغییرات تخلیه در طول دوره مدل سازی.. 60

جدول ‏3‑11 فرمت دادههاي زمان بندي پمپاژ تعدادي از چاههاي بهره برداري.. 68

جدول ‏4‑1خلاصه بيلان حجمي شبيهسازي شده توسط مدل در انتهاي دوره واسنجي.. 74

جدول ‏4‑2 خلاصه مقادیر خطای مدل(m) 79

جدول ‏4‑3 سطح زیر کشت و حجم آب مورد نیاز محصولات زراعی) مطالعات بهم پيوسته منابع آب منطقه  تربت حيدريه،سالانامه بخش کشاورزی جلد دوم 1392) 88

جدول ‏4‑4 سطح زیر کشت و حجم آب مورد نیاز محصولات باغی ) مطالعات بهم پيوسته منابع آب منطقه  تربت حيدريه،سالانامه بخش کشاورزی جلد دوم 1392) 89

 

علامت

معادل انگلیسی

معادل فارسی

ASTER

Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection radiometer

یکی از نقشه های ارتفاعی رقومی

DEM

Digital Elevation Model

مدل ارتفاعی رقومی

Dis

Discharge

تخلیه آب

GIS

Geographic Information System 

نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی

GMS

Groundwater Modeling System

نرم افزار مدل سازی آب زیر زمینی

K

hydraulic conductivity

هدایت هیدرولیکی

MAE

Mean Absolute Error

میانگین خطای مطلق

ME

Mean Error

میانگین خطا

Re

Recharge

تغذیه

SRTM

Shuttle Radar Topography Mission

یکی از نقشه های ارتفاعی رقومی

Ss

Specific storage of the porous material

ضریب ذخیره ویژه

Sy

 Specific yield

آبدهی ویژه

ρ

Electrical resistivity

مقاومت ویژه الکتریکی

   فهرست علائم و اختصارها              

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “تهيه مدل کمی آبخوان دشت مه ولات با استفاده از MODFLOW”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo