بررسي عددي اعمال سناريوهاي كمي و كيفي بر آبخوان دشت خزل استان همدان با مدل هايMODFLOW و MT3DMS

Numerical Analysis of Applying Quantitative and Qualitative Scenarios on Khezel Aquifer in Hamedan Province with MODFLOW & MT3DMS Models

افزايش بهره برداري همراه با دوره­هاي خشكسالي، باعث بيلان منفي دشت خزل واقع در استان همدان شده است. مقدار افت از سال 79 تا 89 به ميزان 8/5 متر برآورد شده است. با توجه به قابليت بالاي GMS در استفاده از GIS و همچنين لايه­بندي دقيق آبخواندر اين تحقيق به منظور بررسي نوسانات سطح آب زيرزميني دشت خزل از آن استفاده شد. بدين ترتيب كه مدل كمي آبخوان با كد MODFLOW در بسته ترم­افزار مذكور تهيه و در دو حالت جريان ماندگار (مهر­ماه 1388) و جريان غير­ماندگار (از آبان­ماه 1388 تا مرداد­ماه 1389) واسنجي و در شهريور­ماه 1389 صحت­سنجي شد. سپس با مدل كاليبره شده تأثير اجراي طرح تغذيه مصنوعي آبخوان به مدت 5 ماه از اواخر مهر تا اواخر اسفند ( توسط 31چاه تزريق) بررسي شد. نتايج نشان داد با پاسخ مثبت آبخوان، حداكثر ميزان بالا آمدگي سطح آب زير زميني دشت به مقدار 19 سانتي­متر در فروردين ماه بود. در ادامه مدل كيفي آبخوان با كد MT3DMS تهيه و براي همان دوره­ي شبيه­سازي جريان، با كاليبراسيون مقادير ضريب پراكندگي طولي مواد آبخوان و ضريب توزيع (به روش سعي و خطا) واسنجي شد. مقادير ضريب همبستگي (98/0)، شيب خط رگرسيون (0079/1)، ميانگين خطا (56/4) و جذر ميانگين مربعات خطا (36/3%) نشان از واسنجي مناسب مدل كيفي براي شبيه­سازي انتشار آلودگي و اعمال سناريو­هاي مختلف دارد. انتشار آلودگي چاه­هاي فاضلاب به عنوان يك سناريو ارزيابي شد. نتايج نشان داد شعاع تأثير چاه­هاي فاضلاب در نقاط مختلف حدود 150 تا 200 متر مي­باشد.

Increased exploitation of groundwater besides recent periods of drought caused a negative balance in Khezel aquifer located in Hamedan province, Iran. From 2000 to 2010, groundwater surface drop was estimated 5.8 meters. With regard to high potential of GMS in using GIS and careful stratification of the aquifer, GMS was used in present study to investigate and predict the groundwater table fluctuations in Khezel aquifer. Thus, Quantitative modeling was performed using MODFLOW model. The model was calibrated (using trial and error method) in two conditions: steady state (in september 2009) and transient state (from October 2009 to July 2010). Also, the quantitative model validated for August 2010. The impact of groundwater artificial recharge (within 31 injection wells for 5 months from October to March) was evaluated by calibrated model. Results showed maximum rise of water level was 19 cm in April. Next, in the same flow simulation stress periods, qualitative modeling was carried out by MT3DMS model. Optimum values of longitudinal dispersion and distribution coefficient were achieved by trial and error method and the qualitative model was calibrated. Statistical results of qualitative modeling are as follow: R2=0.98, slope of regresion line (y=1.0079x), mean error (ME=4.56 ppm) and RMSE=3.36%. Finally, dispersion of point source pollution (leaching pit) was investigated as a scenario. The result indicated that the radius of influence of leaching pits varies from 150 to 200 m in different areas.