ارزیابی تجدیدپذیری و تغییر حجم آبخوان به کمک تحلیل فرایندهای هیدرولوژیک، هیدروژئولوژیک و ردیاب های شیمیایی (بررسی موردی: حوزة آبخیز هشتگرد)

نویسنده

عضو هیأت علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور، ایران

چکیده

در این پژوهش با ارزیابی و تحلیل ارتباط فرایندهای هیدرولوژی و هیدروژئولوژی، مقدار تغذیه و تخلیه سفره آب زیرزمینی و زمان تجدیدپذیری آب آبخوان در حوضه هشتگرد بررسی شده است. ابتدا، محدوده سفره، به کمک مورفولوژی دشت و اطلاعات چاه‌های موجود تعیین و سپس بررسی هیدروژئوشیمیایی شامل نمونه‌برداری و تحلیل صورت گرفت. در این پژوهش، در کل از تجزیه شیمیایی کامل تعداد 291 نمونه استفاده شده است. از این تعداد 195 نمونه از آب و خاک محیط غیراشباع در عمق 30 تا 90 متر ( نمونه‌گیری در هر مترعمق)، 10 نمونه از بارش، پنج نمونه از آب قنات، 21 نمونه از آب چاه‌های دشت و 60 نمونه از آب 6 رودخانه برداشت شده است. بر پایه داده‌های بیلان آبی، متوسط تغذیه سالانه آبخوان حدود 245 میلیون متر مکعب و متوسط افت سطح آب زیرزمینی در یک دوره 7 ساله حدود37/0 متردر سال می‌باشد که نشانه استفاده بیشتر از ظرفیت تجدیدپذیری آبخوان است. با توجه به نتایج این پژوهش، مقدار تغذیه طبیعی سفره از طریق بارش مستقیم حدود 3 درصد مقدار بارش می‌باشد. سهم تغدیه طبیعی بارش در محدوده آبخوان حدود 2 درصد از کل تغذیه راشامل می شود. در یک منطقه 752کیلومتر مربعی تغذیه از3/2 تا 1/15 میلی‌متر درسال در تغییر بوده و زمان لازم برای رسیدن تغذیه طبیعی ناشی از بارش به سطح سفره در جنوب آبخوان با ضخامت آبرفت 30 متر حدود 1200 سال، ودر منطقه شمالی آبخوان با عمق آبرفت 90 متر حدود 11000 سال بدست آمده است. از طرف دیگر، تغذیه متمرکز از طریق منافذ، درز و شکاف‌های ستون آبرفت با قابلیت آبگذری 2500 متر مربع در روز در شمال آبخوان و 300 متر مربع در روز در جنوب آن دارای زمان تجدیدپذیری بالقوه 92/2سال است، که نشاندهنده نقش مهم مقدار و سرعت تجدیدپذیری تغذیه متمرکز سفره آب زیرزمینی می‌باشد. بررسی‌ها روی تغذیه در سایر نقاط جهان حاکی از این است که تغذیه مستقیم از طریق بارش از صفر تا حدود 40% حجم متوسط بارش را شامل می شود. پژوهش حاضر نشان داد که در این منطقه نزدیک به98% از تغذیه آبخوان به صورت تغذیه متمرکز یا خطی صورت می‌گیرد و با سرعت تجدیدپذیری حدود سه سال به سطح سفره می‌رسد. با این وجود باید مدیریت آبخوان و نقش مهم تغذیه متمرکز و واداری (از محل شکستگی‌ها، منافذ، درز و شکاف‌های ستون آبرفت به صورت جریان اشباع و یا نزدیک به آن) از طریق اقدامات آبخیزداری، پخش سیلاب و تقویت پوشش گیاهی بیشتر مورد توجه قرار‌گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Groundwater Recharge-Renewability by Analysis of Hydrological Processes, Water Mass Balance, and Using Tracers(Case Study: Hashtgerd Watershed)

نویسنده [English]

  • Foroud Sharifi
چکیده [English]

This paper has focused on the application of hydro- geochemical techniques in conceptualizing of groundwater and to estimate recharge/discharge and the renewability of aquifer in Hashtgerd Watershed, Iran. At first, the aquifer boundary was defined based on data of existing wells and basin morphologic conditions. Estimation of recharge rate at different depth intervals by using tracer mass balance was done for 291 representative groundwater samples which includes 195 samples from soil and water of unsaturated zone in depths of 30 to 90 m (sampling in each meter), 10 samples were taken from rainfall, five samples from Qanats and 21 samples from wells and 60 samples taken from surface water in the study area. Based on water balance technique applying to a 7 year measured data and evaluation of hydrological and hydro- geological processes in the Watershed, average groundwater depletion was calculated at 0.37 m/year that indicated annual recharge rate of 245 million cubic meter (mcm) and over use of storage capacity of the aquifer. The groundwater studies showed that the natural recharge from direct rainfall is about 2% of total recharge. The annual recharge rate over an area of 752 km2 varies from 2.3 to 15.1 mm/yr. The required time for aquifer recharge from rainfall for the aquifer of 30 m thickness in the southern part of the aquifer is 1200 years while for aquifer of 90 m thickness in the north, recharge time is around 1100 years. On the other hand, in north and south of the aquifer, transitivity rates are 2500 and 300 m2/day, respectively with the groundwater renewability of 2.92 years which shows the importance of renewability of groundwater via concentrated/linear recharge from fractured zones. Studies of direct recharge in other parts of the world have shown that direct recharge rates may vary from zero to around 40% of mean rainfall volume. The results of this study revealed that around 98% of aquifer recharge occurs via concentrated/linear recharge from fractured zones with the average renewability of three years. Then it is recommended to consider the above mentioned geologic features in concentrated recharge of aquifer in saturated zone by watershed management, floodwater spreading and vegetation cover improvement projects.

کلیدواژه‌ها [English]

  • aquifer water balance
  • Chemical tracers
  • Hashtgerd
  • hydrogeology
  • Natural recharge
  • Renewability