بهره برداری بهینه از آب زیرزمینی با استفاده از مدل ریاضی؛ مطالعه موردی: آبخوان اسپکه- چاه هاشم
چکیده
محدوده های مطالعاتی اسپکه مسکوتان و جلگه چاه هاشم که جزء حوزه هامون- جازموریان است، در شرق آن قرار دارند. تنها سفره آب زیرزمینی پیوسته در این منطقه، از غرب مسکوتان تا جنوب شرق هامون- جازموریان گسترش یافته است؛ که به نام آبخوان اسپکه- چاه هاشم شناخته می شود. به دلیل رشد و گسترش جمعیت، و به تبع آن افزایش برداشت بی رویه و غیرمجاز از منابع آبی سفره، و نیز وجود خشکسالی های اخیر، سطح آب زیرزمینی آبخوان مذکور دچار افت گردیده است. به همین منظور اقدام به شبیه سازی آبخوان به کمک کد مادفلو گردید. برای واسنجی مدل درحالت پایدار، مهر ماه 87 و برای دوره ناپایدار یک دوره یک ساله (آبان 87 تا مهر 88) با دوازده گام زمانی یک ماهه در نظر گرفته شد. پس از ساخت، اجرا و واسنجی مدل در دوره های پایدار و ناپایدار، اقدام به صحت سنجی مدل گردید. صحت سنجی نیز برای یک دوره یک ساله (آبان 88 تا مهر 89) انجام گرفت. تطابق بالای بین هیدروگراف مشاهده ای و محاسباتی، نشان از تأیید صحت مدل دارد. پس از انجام مراحل، واسنجی و صحت سنجی مدل، وضعیت آینده آبخوان برای یک دوره پنج ساله (90 تا 94)، مورد پیش بینی قرار گرفت. پیش بینی انجام گرفته، نشان دهنده مخروط افتی در قسمت خروجی (شمال آبخوان)، با افت حدود 4 متری می باشد. تمرکز چاه های بهره برداری در این قسمت می تواند، دلیل اصلی افت سطح آب زیرزمینی باشد. به همین منظور، مقادیر مشخصی از کاهش در نرخ پمپاژ (به میزان 10، 20، 30، 40، 50 و 60 درصد)، برای چند چاه بهره برداری، در نظر گرفته شده و برای جبران مابه التفاوت آب استخراجی، حفر تعدادی چاه کاندید در خارج از محدوده افت پیشنهاد گردید. با در نظر گرفتن یکسری قیود، تابع هدف و متغیرهای طراحی در نرم افزار gwm، طی دو راهبرد مدیریتی (هیدرولیکی و اقتصادی)، چاه های بهره برداری اولیه و کاندید، مورد ارزیابی قرار گرفت و مقادیر بهینه پمپاژ از آنها تعیین گردید. اجرای نهایی مدل به کمک نرم افزار gms، نشانگر کاهش قابل ملاحظه افت سطح آب زیرزمینی در اثر بهینه سازی پمپاژ از چاه ها است. مقایسه راهبردهای مدیریتی نشان می دهد که از نظر میزان آب قابل جایگزین (هیدرولیکی)، راهبرد هیدرولیکی به میزان 24 درصد توانایی بیشتری نسبت به راهبرد اقتصادی دارد؛ ولی از لحاظ کاهش هزینه ها، راهبرد اقتصادی به میزان 23 درصد از راهبرد هیدرولیکی کاراتر می باشد.