نشريه زمين شناسي مهندسي, جلد دوم، شماره ٢ پاييز و زمستان ١٣٨٦

بررسي پتانسيل آلودگي آب زيرزميني دشت باغملك با استفاده از روش AVI و مدلهاي GOD و
GIS در محيط DRASTIC

نصراله کلانتري، محمد فاريابي و محمد حسين رحيمي گروه زمينشناسي دانشگاه شهيد چمران اهواز
تاريخ: دريافت ٢٨/١١/٨٥ پذيرش ٢٨/٨/٨٦

1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

چکيده
يكي از روشهاي مديريت كيفي منابع آب زيرزميني ارزيابي پتانسيل آلودگي است كه با توجه
به آن ميتوان حريم كيفي منابع آب زيرزميني را تعيين و مديريت مناسبي جهت كاربري اراضي مرتبط با سفرة آبدار اعمال كرد.
بـا توجـه نفوذپذيري منطقة تغذيه در بخش عمدهاي از دشت باغملك و مصرف زياد كودهاي
كشاورزي در اين منطقه، پتانسيل آلودگي آب زيرزميني بررسي شده است . در اين تحقيق براي ارزيابـي پتانسـيل آلودگـي آب زيرزمينـي دشـت بـاغملك از روشAVI و مـدلهايGOD ودراستيک (DRASTIC) استفاده شده است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان ميدهد که عليرغم
درشت دانه بودن رسوبات سطحي در بخش نسبتﹰا وسيعي از دشت، پتانسيل آلودگي در محدودة
وسـيعي از مـنطقة پژوهش کم است. اين موضوع با ميزان نيترات موجود در آب زيرزميني نيز
مطابقـت مـي كند. با توجه به پارامترهاي بهكار رفته در ارزيابي پتانسيل آلودگي منطقة پژوهش،
مهم ت رين عامل مؤثر در رابطه با کاهش آلودگي در منطقة پژوهش، ضخامت نسبتﹰا زياد رسوبات ريزدانهاي است که در بخش وسيعي از منطقه در زون غيراشباع سفرة آبدار قرار گرفته است.
مقدمه
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

دشت باغملک با مساحت ٥١ کيلومترمربع بين طول هاي جغرافيايي ٤٢ ˚٤٩ تاَ ٨ ˚٥٠ و عرضهاي جغرافياييَ ٢٦ ˚٣١ وَ ٤١ ˚٣١ در جنوب شهرستان ايذه و در فاصله ١٤٠ کيلومتريشهرستان اهواز در استان خوزستان قرار گرفته است. متوسط بارندگي سالانه ٥٩٦ ميلي متر،متوسط دماي سالانه٢١ درجه سانتي گراد، متوسط تبخير سالانه١٣٣٦ ميلي متر و متوسط رطوبتنسبي سالانه ٥٩ درصد است [٣]. منطقة پژوهش جزيي از حوضه رسوبي ساختاري زاگرسچين خورده است . وجود گسل ها و شکستگي هاي فراوان در اين منطقه نشان دهنده فعاليتشديد تکتونيکي است. گسلهاي نسبتﹰا بزرگي مانند گسل امتدادلغز ايذه – باغملک و گسلتراستي باغملک تأثير ات زيادي بر وضعيت ساختماني و زمينشناسي منطقة پژوهش گذاشتهاست. از لحاظ چينهشناسي مهم ترين واحدهاي رسوبي منطقه مربوط به سازندهاي بختياري وگچساران است . اين سازندها دشت باغملک را محصور کرده و مهم ترين عوامل تأثيرگذار برکميت و کيفيت آب زيرزميني منطقه است. ليتولوژي سازند بختياري عمدتا شامل کنگلومرا باسيمان آهکي است، در حالي که سازند گچساران شامل انيدريت، رس، مارن و رسوباتتبخيري است . آبهاي حاصل از سازند بختياري داراي کيفيت بسيار خوبي هستند، ولي سازندگچساران عمده ترين عامل تخريب کيفيت آب زيرزميني در منطقة مورد بررسي است[٤]. در شکل١ نقشه زمينشناسي منطقة پژوهش نشان داده شده است.
فرسايش سازند بختياري باعث تشکيل رسوبات آبرفتي دانه درشتي شده است که سفرة آبدار آزاد مناسبي را از لحاظ کمي و کيفي در بخش نسبتﹰا وسيعي از دشت باغملک ب ه خصوص در شمال و شمال شرق تشکيل داده است. ضخامت زياد رسوبات رسي و مارني(شکل۲) حاصل از فرسايش سازندهاي اطراف(عمدتﹰا سازند گچساران) باعث تشکيل سفرة آبدار نيمهتحت فشاري در برخي مناطق، خصوصﹰا بخشهاي جنوبي و غربي دشت باغملک شده است.
اين سفره تحت فشار از بالا با لايه هاي رسي و رسسيلتي و از پايين با لايه مارني مربوط بهسازند گچساران محصور شده است. جهت جريان آب زيرزميني عمدتﹰا از شمال شرق و شمال غرب به سمت مرکز و جنوب دشت است[٣]،[٤]. عمدهترين منبع تغذيه دشت باغملک سازند

شکل ١. نقشة زمين شناسي منطقة پژوهش همراه با جهت جريان آب زيرزميني
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

کـنگلومراي بختياري در شمالشرق است، هر چند که سازند گچساران در شمال غربي و غربنيز تا حدودي موجب تامين ذخيره زيرسطحي ميشود. علاوه بر اين دو سازند، رودخانه گلالکه در اغلب ماههاي سال آب دارد(دبي متوسط ۷/۰ مترمکعب بر ثانيه)، از مرکز دشت مي گذرد و سـفرة آبـدار را تغذيـه مـيکـند . البـ ته در تغذيـه سـفرة آبدار، آبراهه فصلي پادرازان نيز تاحـدودي مؤثـر اسـت. علـي رغـم درشتدانه بودن رسوبات آبرفتي، وجود گسل و نفوذپذيريخـوب باعث تغذيه مناسب سفرة آبدار مي شود، ولي همين عوامل به نوبه خود موجب آسيب-پذيري سفرة آبدار نيز مي گردند. بـررسي هاي انجام شده فاريابي و همکاران(۱۳۸۵)، کلانتري (۱۳۸۵) و كلانتري و رحماني(١٩٩٩) نشان مـيدهد که همين تغذيه مناسب ريسک آلودگي راافـزايش مـي دهـد . نيـترات عمـدهتريـن و شـايعتريـن آلايـنده آب زيرزميني است[٧]. در اين بررسي ها نيز نيترات به عنوان شاخص و معيار آلودگي سفرة آبدار در نظر گرفته شده[٣]،[٩] وپتانسيل آلودگي دشت، ارزيابي شده است.

مواد و روشها
براي تعيين پتانسيل آلودگي آبهاي زيرزميني از روشهاي متعددي استفاده ميشود. انتخاب هـر روش بسـتگي بـه شـرايط مـنطقه، داده هـاي مـوجود، شرايط اقتصادي و…دارد. روشهاياسـتف اده شـده بـراي ارزيابي پتانسيل آلودگي آبهاي زيرزميني به طور کلي به دو دسته تقسيمميشوند که عبارتند از[٦] :
١. روشهايHCS ١، ٢. روش هاي PSM٢
-139887-37337

شکل ٢.لاگ ٥ مورد از چاه هاي موجود در منطقة پژوهش

1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

بـا روش هـايHCS ، يـک ارزيابـي کيفي انجام ميدهند. در اي ن روش ها ابتدا بايد شرايطهيدروژئولوژيـکـي، هيدروگرافـي و مرفولوژيكـي که در ارزيابي پتانسيل آلودگـي نقش دارند مشخص شود، سپس تمام منطقه بر اساس معيارهاي معيني، از لحاظ آسيبپذيري، تقسيم بندي مـيشـود. ايـن روشهـا بـراي مـناطق وسـيعي کـه داراي خصوصـيات هيدروژئولوژيکـي و مرفولوژيکي متفاوتي هستند، کاربرد دارند.
روش هــاي PSM شــامل روش هــاي ماتريکســي(MS)، روش هــاي امتيازدهــي(RS) و روش هـاي رتـبه و وزندهـي(PCSM)مـيشـوند. در تمـام ايـن روش هـا پتانسـيل آلودگـي آب زيرزمينـي تقريـبﹰا بـه طـور مـشابهي ارزيابي مـيشود. تفاوت اي ـن روش ها ب ـه علت تعدادپارامـتر هـاي بهکار رفته در ارزيابي پتانسيل آلودگي و امتيازات مربوط به هر پارامتر است[١٥].
در ذيـل سـه مـورد از مهـم ترين و کاربرديترين روش هاي ارزيابي پتانسيل آلودگي شرح دادهمـي شـود کـه پتانسـيل آلودگـي مـنطقة بررسي شده نيز با اين روش ها ارزيابي شده است . اين

. Hydrogeological complex and setting methods
. Parametric system methods
روش ها در مجموعه روش هاي PSM قرار ميگيرند(روشAVI و مدلGOD جزء روش هاي امتيازدهي (RS) بوده و مدل DRASTIC جزء روشهاي رتبه و وزندهي(PCSM) است).

٣AVI روش
در ايـن روش بـا استفاده از دو پارامتر ميتوان شاخص آسيب پذيري سفرة آبدار را تخمينزد. ايـن دو پارامـتر عبارتـند از ضـخامت هـر واحـد رسـوبي بالاي سفرة آبدار(D) و هدايتهيدروليکـي تخميني هر لايه(K). ضخامت لايه هاي رسوبي را ميتوان از لاگ چاه هاي حفاري شـده در مـنطقه تعييـن کرد. با اين پارامتر ها ميزان مقاومت هيدروليکي سفرة آبدار بدين روش
به (۱)دست ميآيد[٦] : C=∑n Kdii
1=iکه در اين رابطه،C مقاومت هيدروليکي سفرة آبدار d i ضخامت لايه هاي بالاي سفرة آبدار (n(m تعداد لايه ها(بدون بعد ) Ki- هدايت هيدروليکي تخميني هر لايه(m/day) است.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

پارامترC براي تعيين مقاومت آکيتارد به جريان عمودي به کار مي رود و بعد آن زمان است کهبيان کنند ة زمان حرکت آب زيرزميني از لابهلاي خلل و فرج سطح فوقاني بخش اشباع بهسمت پايين است. در روش AVI به طورغيرمستقيم از پارامتر هاي مختلف مدلDRASTIC به جز توپوگرافي و نوع سفرة آبدار استفاده ميشود[٦] پس از محاسبه ميزان شاخصآسيب پذيري، از طريق مقايسه آن با جداولي نظير جدول۱، ميزان پتانسيل آلودگي آب زيرزميني مشخص ميشود.
مدل جي. او. دي(GOD)
اين مدل بسيار ساده، عملي و روشي تجربي براي ارزيابي سريع پتانسيل آلودگي است و فوستر (۱۹۸۸) ارائه كرده است [٦]. در اين مدل سه پارامتر پيدايش آب زيرزميني(نوع سفرة آبدار)، سنگ شناسي لايههاي بالايي و عمق آب زيرزميني در سفرههاي محصور و غيرمحصور در نظرگرفته مي شود. شكل۳ الگوريتم اين مدل را نشان ميدهد و انديس آسيب پذيري از رابطة۲ به دست ميآيد (پارامتر ليتولوژي فقط براي سفرههاي آزاد محاسبه ميشود).

3 . Aquifer Vulnerability Index
Iv = G.O.D (۲)
که در اين فرمول Iv شاخص آسيبپذيري،G امتياز نوع سفرة آبدار،O امتياز ليتولوژي منطقة بالاي سفرة آبدار و D امتياز عمق تا سطح ايستابي است.
جدول ١. تعيين ميزان آسيب پذيري بر اساس مقدار C[١٥]
پتانسيل آلودگي Log C مقاومت هيدروليکي (C)
خيلي زياد ١< ١٠-٠ زياد ٢-١ ١٠٠-١٠ متوسط ٣-٢ ١٠٠٠-١٠٠ پايين ٤-٣ ١٠٠٠٠-١٠٠٠ خيلي پايين ٤> ١٠٠٠٠>

مدل دراستيک (DRASTIC)
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:39 IRST on Saturday October 28th 2017

سازمان حفاظت محيط زيست ايالات متحده امريکا(EPA) مدل دراستيک را براي ارزيابيپتانسيل آلودگي آب هاي زيرزميني ناشي از آلاينده هاي انتشاري طراحي كرده است . اين مد ل بر اساس مفهوم وضعيت هيدروژئولوژيکي استوار است. وضعيت هيدروژئولوژيکي در حقيقتتوصيفکننده ترکيبي از تمام عوامل زمينشناسي و هيدرولوژيکي است که حرکت آبهاي زيرزميني را در ورود، درون و خروج از سيستم در يک ناحيه تحت تأثير قرار داده و کنترلميکند[١].
واژه DRASTIC از هفت پارامتر بهکار رفته در اين مدل تشکيل شده است که عبارتنداز: عمق تا سطح ايستابي٤، تغذيه خالص٥، محيط سفرة آبدار٦، محيط خاک٧، توپوگرافي ٨، تأثيرمحيط غيراشباع٩ و هدايت هيدروليکي سفرة آبدار١٠.

. Depth to water table
. Net recharge
. Aquifer media
. Soil media
. Topography
. Impact of vadose zone
. Hydraulic conductivity of aquifer

شکل
٣
.

مدل

الگوريتم
GOD

[6]
.

شکل

٣



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید