شبیه سازی جریان آب زیرزمینی دشت تربت جام- فریمان با استفاده از modflow
چکیده
امروزه به علت افزایش جمعیت و کاهش بارندگی ها در مناطق اقلیمی خشک و نیمه خشک بهره برداری از منابع آب زیرزمینی جهت مصارف شرب و کشاورزی بسیار افزایش یافته است و وضعیت کسری مخزن و افت بحرانی سطح آب را در آبخوان ها شاهد هستیم. از طرفی حفظ و توسعه پایدار منابع آب زیرزمینی، نیازمند شناخت همه جانبه آبخوان و عکس العمل آبخوان در برابر تنش ها و تغییرات احتمالی است. امروزه این کار توسط مدل سازی آبخوان از جمله مدل سازی های ریاضی و رایانه ای به دلیل هزینه کمتر صورت می گیرد، که در این میان مدل modflow که براساس تفاضلات محدود کار می کند در سال 1988 در سازمان زمین شناسی ایالات متحده آمریکا (usgs) طراحی و انتشار یافت، بیش ترین مقبولیت را در میان مدل سازان دارد. در این مطالعه دشت تربت جام-فریمان واقع در حوضه آبریز قره قوم در استان خراسان رضوی که وضعیت آب زیرزمینی آن ممنوعه و بحرانی می باشد، توسط مدل modflow در نرم افزار pmwin مورد بررسی و شبیه سازی قرار گرفته است. برای تحلیل ابتدا مدل مفهومی آبخوان تهیه و بررسی گردید. بر اساس مدل مفهومی دشت تربت جام- فریمان، این دشت دارای یک لایه آبخوان آزاد با ضخامت متوسط 176 متر می باشد، که عامل اصلی برداشت از آبخوان چاه های کشاورزی و شرب در منطقه می باشند، بررسی سطح ایستابی در پیزومترهای مشاهداتی در دهه 80، بطور متوسط 54/1 متر افت سالیانه را در دشت نشان می دهد، بطوری که متوسط سطح ایستابی آبخوان از 42/941 متر در سال آبی 80-1379 به 07/926 متر در سال آبی 89-88 رسیده است. علاوه بر این مشاهده می شود که بیش ترین افت در محدوده پیزومتر احمدآباد (شماره 26) رخ داده است. واسنجی مدل در 8 دوره سه ماهه از مهر 1380 تا شهریور 1382 صورت پذیرفت و در ادامه صحت سنجی مدل برای سال آبی 88-87 در غالب 4 دوره سه ماهه و با توجه به جدیدترین آمار منابع آب صورت گرفت. بر اساس نتایج واسنجی مدل مقدار حداکثر، حداقل و متوسط ضریب هدایت هیدرولیکی در دشت به ترتیب 45، 12 و 7/24 متر بر روز می باشد و همچنین مقدار حداکثر، حداقل و متوسط آبدهی ویژه در دشت به ترتیب 16، 1/1 و 32/6 درصد می باشد. در نهایت مدل به منظور پیش-بینی، با سناریوهای کاهش تخلیه چاه ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می دهد با توجه به اینکه تنها منبع تخلیه، برداشت توسط چاه های کشاورزی و شرب می باشد، لذا در هر صورت باید از تخلیه چاه ها در دشت به خصوص اطراف شهرهای تربت جام و فریمان کاسته شود و بهترین راه حل پیشنهادی برای کاهش تخلیه، آشنایی کشاورزان با کشاورزی نوین و ارتقاء سطح اطلاعات آنان و اجرای سیستم-های آبیاری تحت فشار در منطقه می باشد، که با توجه به خرده مالکی بودن اکثریت کشاورزان نیازمند یکپارچه سازی اراضی و حمایت بیشتر دولت و برنامه ریزی های منظم تر می باشد.