-251554-479

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال سوم، شماره اول، پاییز 1392

توسعه مدل دراستیک اصلاح شده براي تعیین آسیب پذیري آبخوان هاي ساحلی

نیلوفر خوشدوز ماسوله1، حسین بابازاده2*، سیدحسن طباطبایی3 و مهدي نادري4
دانش آموخته کارشناسی ارشد؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم وتحقیقات تهران؛ دانشکده کشاورزي و منابع طبیعی؛ گروه مهندسی آب؛ تهران؛ ایران
استادیار؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم و تحقیقات تهران؛ دانشکده کشاورزي و منابع طبیعی؛ گروه مهندسی آب؛ تهران؛ ایران
[email protected] :نویسنده مسئول مکاتبات *
دانشیار؛ گروه مهندسی آب؛ دانشکده کشاورزي؛ دانشگاه شهرکرد؛ شهرکرد؛ ایران
استادیار؛ گروه خاکشناسی؛ دانشکده کشاورزي؛ دانشگاه شهرکرد؛ شهرکرد؛ ایران

21319814081

تاریخ دریافت: 06/07/1392 تاریخ پذیرش: 27/09/1392

چکیده
در آبخوان هاي ساحلی، خطر نفوذ آب شور دریا به منابع آب زیرزمینی وجود دارد و از این نظر بررسی آسیبپذیري منابع آب زیرزمینی میتواند در تعیین نقاط آسیبپذیر و حساس آبخوان بسیار موثر باشد .هدف از این پژوهش ،بررسی آسیبپذیري سفره آب زیرزمینی جزیره کیش با استفاده از مدل دراستیک و نیز اصلاح آن براي شرایط این سفره ساحلی است. دو پارامتر اختلاف تراز آب دریا با سطح ایستابی آب و فاصله نقطه تا دریا به پارامترهاي مدل اضافه و مدل دراستیک اصلاح شده توسعه یافت .براي ارزیابی نتایج مدل، نقشههاي آسیبپذیري تولید شده با نقشههاي پهنهبندي پارامترهاي هدایت الکتریکی و کل جامدات محلول مقایسه شد. این نقشهها با استفاده از دادههاي ثبت و نمونه برداري شده کیفیت آب چاههاي جزیره در محیط (GIS) تهیه گردید. مقایسه نتایج مدل دراستیک و دراستیک اصلاح شده با نقشههاي هدایت الکتریکی و کل جامدات محلول جزیره نشان داد که میانگین اختلافها براي مدل دراستیک به ترتیب با 41/17 و 24/10 و مدل دراستیک اصلاح شده به ترتیب با 69/0 و 55/0 میباشد که حاکی از مطابقت بیشتر با دادههاي مشاهدهاي دارد. نتایج مدل دراستیک اصلاح شده نشان داد که 1/34 درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه داراي پتانسیل آسیب پذیري خیلی زیاد ،1/48 درصد داراي پتانسیل آسیب پذیري زیاد و 8/17 درصد نیز داراي پتانسیل آسیب پذیري متوسط می باشد.
واژه هاي کلیدي: آبخوان ساحلی؛ آسیب پذیري آبخوان؛ مدل دراستیک اصلاح شده

مقدمه
20 / خوشدوز ماسوله و همکاران

امروزه بخش قابل توجهی از مصارف آب کشور بخصوص در بخش شرب، توسط منابع آب زیرزمینی تأمین می شود ،که بطور عمده از آبخوان هاي آزاد تامین میشوند. در صورت آلوده شدن آب زیرزمینی، رفع آلودگی آن بسیار پرهزینه و فرآیندي طولانی مدت میباشد. بعلاوه تأثیرات آلودگی آب زیرزمینی تنها مختص چاه هاي تأمین آب و آبخوان نبوده و حرکت آب زیرزمینی به سمت دریاچه ها و رودخانه ها باعث آلودگی منابع آب سطحی نیز می شود، که عواقب زیست محیطی خطرناکی را به دنبال دارد(عطائی آشتیانی،1389 و غفوري و همکاران 1390). در بسیاري از کشورهاي جهان، جمعیت زیادي در مناطق ساحلی زندگی می کنند. جزایر کوچک تبدیل به مراکز مهم تجاري، اقتصادي و گردشگري شده و جمعیت بسیاري را در خود جاي دادهاند. از این رو تامین آب مناسب در آنها اهمیت ویژهاي دارد. به علاوه، جزایر کوچک شرایط اقلیمی و آب و هوایی ویژهاي دارند که آنها را از جزایر بزرگ مجزا می سازد. در این جزایر به علت کوچک بودن حوضهي آبریز و نامنظم بودن الگوهاي بارش، منابع آب سطحی قابل اطمینانی براي بهرهبرداري وجود ندارد و تنها منبع آب مناسب، آب زیرزمینی ذخیره شده در آبخوان جزیره است. از سوي دیگر مساله آلودگی آبهاي زیرزمینی در سفره هاي ساحلی به مراتب پیچیدهتر و بحرانیتر از سایر سفرههاي آب زیرزمینی میباشد .برداشت غیر اصولی از این آبخوانها موجب پیشروي آب شور دریاها و شور شدن کل آب زیرزمینی جزیره خواهد شد. پیشروي آب شور جدي ترین مسالهاي است که کیفیت آب زیرزمینی را در جزایر کوچک به خطر میاندازد، به ویژه اگر استخراج آب مناسب به دلیل افزایش جمعیت و پیشرفتهاي صنعتی و کشاورزي افزایش یابد(عطائی آشتیانی ،1389). واضح است که جلوگیري از آلودگی منابع آب زیرزمینی از رفع آلودگی آن بسیار آسان تر است. این واقعیت، به پیدایش چندین روش حفاظتی و سیاستهاي مدیریتی در مراحل مختلف رشد و توسعه علم منجر شده است. بررسی آسیب پذیري آبخوان در مقابل آلودگی یکی از این روش ها براي حفاظت از سفره هاي آب زیرزمینی است. هدف از بررسی آسیب پذیري کمک به پشتیبانی و ارائه راهنمایی هاي کاربردي و سیاست هاي مدیریتی براي حفظ منابعی است که امکان حفاظت از آن وجود دارد( 1990Evans et al., ). یکی از مدلهایی که بیشترین کاربرد را در زمینه ارزیابی آسیب پذیري آبهاي زیرزمینی نسبت به دامنه وسیعی از آلایندههاي بالقوه داشته است ،مدل دراستیک1 می باشد (1987Aller et al., ). یکی از قابلیت هاي مدل دراستیک انعطاف پذیري زیاد آن در انطباق با شرایط ویژه هر منطقه میباشد( Afonso et al., 2008). در مورد ارزیابی آبخوانهاي ساحلی نیز به دلیل شرایط ویژه آنها لازم است چنین اصلاحاتی در مدل دراستیک اعمال شود .Boughriba و همکاران (2010) براي بررسی آسیب پذیري آبخوان آنگد در کشور مراکش از مدل دراستیک در محیط نرم افزار (GIS) ا ستفاده کردند .آنها نقشه اصلاح شده دراستیک را که از مجموع شاخص دراستیک و نقشه هاي کوچک شبکه پایش بدست آمده را تهیه کردند که شامل دو طبقه بندي متوسط و زیاد می شود .
سپس این نقشه را با نقشه ي کاربري اراضی ادغام کردند تا نقشه ریسک پتانسیل آلودگی آب زیرزمینی ایجاد شود .
نامبردگان بیان کردند که نقشه جدید تهیه شده شامل سه طبقه بندي متوسط، زیاد و خیلی زیاد می باشد. Akhavan و همکاران (2010) مطالعاتی جهت اصلاح مدل دراستیک براي شبیه سازي آلودگی نیترات در دشت بهار استان همدان انجام دادند. آنها با بهره گیري از مدل دراستیک اقدام به تهیه نقشه آسیب پذیري در دو حالت ذاتی و خاص نمودند. در حالت اول با استفاده از شرایط موجود و در حالت دوم با در نظر گرفتن اعمال مدیریتی نقشه ها تهیه شدند. نامبردگان بیان کردند که با توجه به کامل نبودن این مدل براي شبیه سازي یک آلودگی خاص، با توجه به مقادیر نیترات اندازه گیري شده هر چاه، وزنهاي مدل را اصلاح کردند .
نتایج تحقیق آنها نشان داد که مدل دراستیک اصلاح شده نسبت به نقشه هاي تهیه شده در دو حالت قبلی نتایج بهتري داشته است. همچنین نامبردگان پیشنهاد دادند که براي بررسی آسیب پذیري در مناطق مختلف، می بایست وزن هاي مدل دراستیک را اصلاح کرد .Bocanegra و همکاران (2000) جهت بررسی آبخوان ساحلی ماردل پلاتا واقع در پرتغال به اصلاح دو مدل دراستیک و (GOD)

67762368231547

سال

سوم

/
شماره

1
/

پاییز

سال

سوم

/

شماره

1

/

پاییز

1 DRASTIC

پرداختند به گونه اي که تطابق بیشتري با شرایط موجود در آبخوان ساحلی داشته و بتوان تاثیرات تداخل آب شور با منابع آب زیرزمینی مورد بررسی قرار داد .Nobre و همکاران( 2007) براي بررسی آسیب پذیري و تهیه نقشه هاي ریسک آلودگی سفره ساحلی واقع در شمال شرقی برزیل از مدل دراستیک که در آن اصلاحاتی انجام داده بودند به همراه منطق فازي و( GIS) استفاده نمودند .
نامبردگان از منطق فازي براي ارزیابی شاخص پتانسیل منبع آلودگی که شامل آلودگی هاي نقطه اي و غیر نقطه اي می شود، استفاده کردند. همچنین براي بررسی محدوده اي که چاه از آن تغذیه می شود، از مدل( MODFLOW) بهره بردند و با ترکیب این عناصر راه کاري براي ارزیابی و شناسایی مناطق مستعد آلودگی آب زیرزمینی فراهم کردند .ایشان براي ارزیابی نتایج خود یک شاخص کیفیت آب زیرزمینی بر اساس آلودگی هاي نیترات و کلراید محاسبه کردند که با نتایج آنها همبستگی مثبتی داشت.
هدف از تحقیق حاضر تهیه نقشه هاي آسیب پذیري و ارایه گزینههاي مدیریتی مناسب براي حفاظت آبخوان جزیره کیش میباشد. به دلیل موقعیت ویژه جزیره و خصوصیات آبخوان ساحلی آن روش دراستیک میبایست براي انطباق بیشتر با این خصوصیات بهبود یابد. از این نظر، جهت حصول نتایج دقیقتر ضرورت دارد تا با ارایه یک روششناسی مناسب، مدل دراستیک را براي شرایط بومی منطقه سازگارتر گردد.

مواد و روش ها
توسعه مدل دراستیک اصلاح شده براي تعیین آسیب پذیري آبخوان هاي ساحلی، مطالعه موردي: جزیره کیش / 21

جزیره کیش، یکی از معدود جزایر خلیج فارس است که منابع آب زیرزمینی مناسب و قابل استحصال دارد. این جزیره با وسعت 457/90 کیلومتر مربع در نیمهي جنوبی منطقهي معتدل شمالی بین عرض 26 درجه و 34 دقیقه عرض شمالی از خط استوا و53 درجه و 54 دقیقه تا 53 دقیقه طول شرقی قرار دارد (شکل 1). این جزیره بیضی شکل بوده (شکل2) و سطح آن فاقد توپوگرافی ویژه مانند پدیده کوه و حتی تپه مرتفع است. در واقع کیش جزیرهاي نسبتا مسطح است که مرکز آن داراي بیشترین ارتفاع بوده و با شیب ملایمی به سواحل جزیره ختم میشود. در این جزیره هیچ گونه جریان آب سطحی دائمی وجود ندارد و در عین حال یکی از معدود جزایر در خلیج فارس است که منابع آب زیرزمینی مناسب قابل استحصال دارد. متوسط بارندگی سالانه جزیره 190 میلیمتر و از نظر زمین شناسی نیز جزیره کیش از سنگ آهکهاي ریفی، مرجانی و سنگ آهکهاي لوماشلیک و معمولی دریایی که هم ارز سازند کنگلومراي بختیاري در فارس و خوزستان است تشکیل و به طور دگرشیب روي سازند آغاجاري مستقر گردیده است. طبقات زیرزمینی جزیره شامل تناوبی از سنگ آهک-هاي ریفی بیوسترمی به نام سنگ آهک خارك (هم ارز بختیاري) با تناوبی از مارنهاي چسبنده و متراکم میباشند
(عطایی آشتیانی، 1388).

شکل1. موقعیت جغرافیایی جزیره بر روي نقشه
-384047256032

سال

سوم

/
شماره

1
/

پاییز

شکل
2
.

کیش

جزیره

کلی

نماي

سال



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید