شبيه‌سازي عددي آبخوان دشت روداب سبزوار و بررسي اثرات احداث سد روداب بر آن

Numerical simulating of Sabzevar Roudab aquifer and checking influences of constructing Sabzevar Roudab dam on it

سابقه و هدف: استفاده از مدل‌هاي كامپيوتري به‌عنوان روشي ارزان و سريع و در عين‌حال با دقت مناسب در مطالعه و شبيه‌سازي جريان در محيط متخلخل مورد توجه بسياري از پژوهشگران و كارشناسان قرار گرفته است. هدف از اين پژوهش، شبيه‌سازي آبخوان دشت روداب سبزوار و بررسي اثرات احداث و آبگيري سد رودآب بر آبخوان اين دشت، واقع در پايين‌دست سد مي‌باشد. مواد و روش‌ها: حوضه آبريز دشت روداب سبزوار، با مساحت 1828 كيلومترمربع، در شمال‌شرق ايران در غرب استان خراسان رضوي، واقع شده است. به‌منظور مديريت آب‌هاي سطحي و تامين بخشي از افزايش تقاضاي آب در محدوده حوضه آبريز دشت روداب سبزوار، در مسير رودخانه روداب سدي در حال ساخت است. به‌منظور بررسي سيستم جريان آب زيرزميني آبخوان دشت روداب سبزوار و تاثير احداث سد روداب بر آن مدل آب‌هاي زيرزميني آبخوان دشت روداب سبزوار، با استفاده از كد مادفلو در محيط نرم‌افزار GMS در صورت وجود و نبود سد روداب شبيه‌سازي شده است. مدل آبخوان در شرايط پايدار براي سال آبي 89-1388 واسنجي و در شرايط ناپايدار براي يك دوره 12 ماهه در سال آبي 90-1389 صحت‌سنجي گرديده است. يافته‌ها: ميزان هدايت هيدروليكي از واسنجي مدل آبخوان در حالت پايدار بين 4 تا 7/14 متر بر روز و تغييرات آبدهي ويژه نيز در واسنجي ناپايدار، بهينه و مقادير آن بين 06/0 تا 22/0 برآورد گرديده است. مدل آبخوان مورد مطالعه بيش‌ترين حساسيت را نسبت به تغييرات هدايت هيدروليكي و دبي بهره‌‌برداري از چاه‌ها دارد زيرا بخش اصلي تخليه آبخوان از طريق چاه‌هاي بهره‌برداري صورت مي‌پذيرد و تخليه طبيعي سهم كم‌تري در ميزان تخليه آبخوان دارد. به‌دليل برداشت بيش از اندازه از آبخوان دشت روداب سبزوار، سطح ايستابي در اين دشت افت نموده است و شدت اين افت در مناطق مختلف با توجه به‌ميزان تغذيه و تخليه آبخوان متفاوت است به‌عبارتي روند كلي هيدروگراف دشت، نزولي و بيلان آن منفي مي‌باشد. نتيجه‌گيري: نتايج مدل نشان مي‌دهد منحني‌هاي تراز سطح ايستابي ارايه شده توسط مدل آبخوان، قبل و بعد از احداث سد روداب با توجه به اختلاف اندك بيلان آب زيرزميني آبخوان در قبل و بعد از احداث سد و به‌علت تاثيرپذيري كم در اثر تغذيه سطحي تقريباً مشابه يكديگر مي‌باشد و تغييرات زيادي نشان نمي‌دهد. هر چند كه در صورت احداث سد روداب سبزوار، سطح ايستابي آبخوان دشت روداب بيش‌تر افت خواهد كرد. پيش‌بيني شده است كه به‌دليل كاهش تغذيه دشت از رودخانه روداب، افت متوسط سطح ايستابي آبخوان دشت روداب در سال‌هاي 93، 94 و 95، به‌ترتيب برابر 17/0، 2/0 و 23/0 متر افزايش خواهد يافت.

Background and Objectives: Using computer models as a cheap, fast and at the same time accurate method in studying and simulating the flow in a porous media has attracted the attention of many researchers and experts. The aim of this research is to investigate the effects of constructing Roudab dam on Sabzevar Roudab aquifer, which is located dam downstream. Materials and Methods: Sabzevar Roudab catchment basin, with an area about 1828 km2, is located in northeast of Iran in west of Khorasan Razavi province. To manage the surface waters and to supply part of water demand in Roudab plain area, a dam is under construction on Roudabʹs river. In order to study the water flow system of Roudab plain aquifer groundwater in Sabzevar and the effect of constructing Roudab dam on it, groundwater model of Sabzevar Roudab aquifer has been simulated using MODFLOW code in GMS software with conditions of existing and not existing of Roudab dam. The aquifer model in steady state condition has been calibrated for the year of 2010 and in unsteady state condition has been verified for 12 month period in year 2011. Results: The hydraulic conductivity from the calibration of aquifer model in steady state condition is between 4 to 14.7 meter per day and specific yield changes in unsteady state condition calibration is optimal and has been estimated to be between 0.06 to 0.22. The aquifer model studied here has the highest sensitivity to the hydraulic conductivity and to the discharge of the extraction wells. The reason is that the major portion of the aquifer depletion is done by the extraction wells and natural discharge has a smaller share in the aquifer depletion. Due to the excessive exploitation of Sabzevar Rudab aquifer, water table has dropped in this plain. The severity of the decline in several areas depends on the amount of recharge and discharge of an aquifer. In other words, the general trend of the plain hydrograph is descending and its water balance is negative. Conclusion: The model results show that the water table curves presented by the aquifer model, before and after constructing the Roudab dam do not show any significant changes, because the groundwater water balance before and after constructing the dam is not significantly different and also because it is almost unaffected by the surface recharge. It is worth mentioning that constructing Sabzevar Rudab dam would lead to further decline of the water table elevation of the aquifer. It has been predicted that average decline of the water table in Roudab aquifer in years of 2014, 2015 and 2016 will increase about 0.17, 0.2 and 0.23 meters, respectively.