شبیه‌سازی تاثیر زهکشی در پایین انداختن سطح ایستابی دشت فرخ آباد، دهلران

نوع مقاله : علمی -پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 شرکت آب منطقه ای ایلام، ایران

چکیده

روستای فرخ­آباد در حدود پنج کیلومتری جنوب غرب شهر دهلران واقع شده ­است. عمق کم سطح آب زیرزمینی در گستره­ی این روستا باعث بروز مشکلاتی برای اهالی روستا شده­ و زندگی روزمره آنها را مختل کرده است. در این پژوهش استفاده از سیستم زهکشی برای پایین انداختن سطح آب زیرزمینی دشت فرخ­آباد مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مدل، ابتدا اطلاعات میزان بارندگی و تبخیر در گستره دشت، میزان تغذیه و تخلیه آبخوان از طریق کانال­های آبیاری، مسیر رودخانه میمه و همچنین میزان برداشت آب از چاه­ها و تغذیه آبخوان از فاضلاب برگشتی به نرم افزارVisual MODFLOW  وارد شد. سپس رفتار هیدرولیکی آبخوان دشت با استفاده از نرم­افزار مدل­سازی شد. پس از واسنجی و صحت سنجی مدل، تاثیر اجرای سیستم­های مختلف زهکشی بر تراز سطح آب زیرزمینی دشت در قالب سه سناریوی شرایط هیدرولوژیک مرطوب، عادی و خشک شبیه­سازی شد. براساس سناریوی اول افت سطح ایستابی در دوره مرطوب و عادی چهار تا پنج متر و در دوره خشک  دو تا سه متر خواهد بود. نتایج حاصله نشان دهنده برتری روش زهکشی زیرزمینی(سناریوی اول) نسبت به احداث چاه­های پمپاژ (سناریوی دوم) در پایین انداختن سطح ایستابی گستره مورد مطالعه می­باشد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of drainage impact on lowering the water level of Farrokhabad plain, Dehloran

نویسندگان [English]

  • Hamid Reza Nassery 1
  • Marzieh Saedy 1
  • Farshad Alijani 1
  • Sadegh Alimoradi 2
1 Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Regional Water Company of Illam, Iran
چکیده [English]

Introduction In countries such as Iran that are facing a shortage of water resources, paying attention to all water resources is of the utmost importance. Until recently, drainage management had received less attention and more drainage research focused on design issues. Following the 1992 World Summits, the International Committee on Irrigation and Drainage focused its attention on drainage management and emphasized the conservation and use of fresh-water resources in the context of comprehensive water management. Many studies have been conducted about the effects of high water levels in different aquifers. The study of the role and seasonal contribution of the drain in the hydrology of the region (King et al., 2014.) is among these studies. Nowadays, the underground drain is used to lower the water level. Among the studies in this regard, the effect of drainage system on lowering of groundwater level of Shiraz plain using groundwater model by Karimipour et al can be mentioned. (2012).Materials and methodsFarrokhabad plain in Dehloran is classified as folded Zagros based on the division of Iranian building units (Nabavi, 1977). Shallow water levels in the village of Farrokhabad (five kilometers southwest of Dehloran) have caused problems for the inhabitants of the village, demanding the village to move to other areas. In this study, the use of drainage system for lowering groundwater level of Farrokhabad plain is evaluated. In this regard, the hydraulic behavior of the aquifer of Farrokhabad plain was modeled using Visual MODFLOW code.After calibration and validation, the model of impact of drainage system on groundwater status of Dehloran plain was simulated under three different scenarios. Scenario One: Lowering the plain water level by underground drainage in dry, wet and normal hydrological conditions for a five-year period. Scenario 2: Lowering the plain water level by using pumping wells in dry, wet and normal hydrological conditions for a five-year period. Scenario 3: Water table drop in different hydrological periods without drainage.Discussion and Results The drainage system used in the first scenario includes a combination of the main collection drains with the gradient at the point of the Meymah River, where drainage discharges. Due to the curves of the water table level in the drainage range, the water level drop over five years in dry climatic conditions is about two to four meters, in wet hydrological conditions four to five meters, and in normal hydrological conditions.  There are four to five meters of drainage area available. Then, a series of pumping wells were used to lower the water level, considering the potential curves in the range of pumping wells in arid climatic conditions, with a water level of about three to five meters during the normal five years. In five-year period with wet hydrological conditions, three to five and a half meters drop and in dry hydrological conditions a drop of three to five meters in the range of pumping wells were observed.ConclusionThe results of the potential curves show better performance of wells than in the drain. However considering that the wells should be made to remove the water collected in them as well as transporting the water to other places, it requires more expenditures to drop the water level in this area. But with the proper design of the underground drain network, water can be transferred with gravity force to the Meymah river, and only the initial expenditure of the drainage is required.Though, with the proper design of the underground drainages, and the use of a layer of sand and coarse aggregate particles over the main branches of the drain can be used for several years. So with regard to the mentioned cases, it is more suitable to study the design of underground drainage wells. To lower the groundwater level to the desired depth, sub-drainage networks should be implemented in the direction of the land slope.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Farokh abad plain
  • Underground drainage
  • Simulation
  • Visual MODFLOW
-اصغری مقدم، ا.، رنجبر، م. و جاهدان، ن.، 1387. بالا آمدگی سطح آب زیر زمینی و تاثیر آن بر افت کیفی آبخوان دشت نقده، سومین کنفرانس مدیریت منابع آب.
-حسن پور، ن.، عباس نژاد، ا. و رادفر، ش.، 1389. بالا آمدن سطح آب زیر زمینی گستره شهر کرمان، بحران زیست محیطی و تهدیدی برای آثار باستانی، چهارمین همایش تخصصی محیط زیست.
-شرکت اکتشافی نفت ایران، 1348. نقشه زمین-شناسی دهلران در مقیاس 1:100000.
-شرکت سهامی آب منطقه‌ای ایلام، 1388. گزارش توجیهی پیشنهاد ممنوعیت توسعه بهره‌برداری آبخوان دشت دهلران، دفتر مطالعات پایه منابع آب، گروه تلفیق و بیلان.
-شرکت مهندسین مشاور آب و خاک، 1354. گزارش ژئوفیزیک دشت دهلران.
-شکیبا، م.، لیاقت، ع.ا. و میرزایی، ف.، 1392. بررسی تاثیر عمق اختلاط بر کیفیت زه آب خروجی از زهکشی در اراضی با آب کم‌عمق و شور، مجله پژوهشی آب در کشاورزی، جلد 27، شماره 22، ص 31-49.
-کریمی پور، ا.ر.، رخشنده رو، غ.ر. و بنی طالبی دهکردی، گ.، 1391. ارزیابی استفاده از سیستم زهکشی به منظور پایین انداختن سفره آب زیرزمینی دشت شیراز با استفاده از مدل PMWIN، مجله آب و فاضلاب، شماره 2، ص 19-36.
-نبوی، م.، 1355. دیباچه‌ای بر زمین‌شناسی ایران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
-نوذری، ح.، لیاقت، ع. و خلقی، م.، 1388. مدیریت شوری و بهره‌برداری از زه آب کشاورزی با استفاده از تحلیل پویایی سیستم، رساله دکتری، دانشکده کشاورزی تهران.
-Batu, V., 2006. Applied flow and solute transport modeling in aquifers: Taylor and Francis Group In, 667 p.
-Darzi-Naftchali, A., Mirlatifi, S.M., Shahnazari, A., Ejlali, F. and Mahdian, M.H., 2013. Effect of subsurface on water balance and water table in poorly drained paddy fields: Agricultural water Management, p. 61-68.
-Deverel, S.J. and Fio, J.L., 1990. Ground- water flow and solute movement to drain laterals, western San Joaquin Valley California: 1. Geochemical assessment: Water Resources Research, v. 27(9), p. 2233-2246.
-Filipovi´, V., Kochem Mallmann, F.J., Coquet, Y. and Simunek, J., 2014. Numerical simulation of water flow in tile and mole drainage systems: Agricultural water Management, p. 105-114.
-Guitijens, J.C., Ayars, J.E. and Grismer, M.E., 1997. Drainage design for water quality management, Overview: J. Irrigation and Drainage engineering, ASCE, p. 123-153.
-Hornbuckle, J.W., Christen, E.W. and Faulkner, R.D., 2007. Evaluating a multilevel subsurface drainage system for improved drainage water quality: Agric Water Manage, v. 89, p. 208-216.
-Jung, K.Y., Yun, E.S., Park, K.D., Lee, Y.H., B Hwang, J., Y Park, C. and Ramos, P., 2010. Effect of subsurface drainage for multiple land use in sloping paddy fields: Soil Solutions for a Changing World 1 – 6 August 2010, Brisbane, Australia, Published on DVD.
-King, K.W., Fausey, N.R. and Williams, M.R., 2014. Effect of subsurface drainage on streamflow in an agricultural headwater watershed: Journal of Hydrology, p. 438-445.