طراحی شبکه پایش آب زیرزمینی با استفاده از تحلیل آسیب پذیری در محدوده شعاع موثر چاه‌های پایش

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

پایش کمی و کیفی آب‌های زیرزمینی قسمت جدانشدنی سیستم اطلاعات محیط زیستی است. روش‌های مختلفی برای طراحی شبکه پایش آب زیرزمینی وجود دارد. در تحقیق حاضر سعی بر این بود تا روشی نوین جهت طراحی منعطف شبکه پایش تدوین شود. منظور از منعطف این است که نتایج حاصل از این تحقیق به تصمیم گیرنده این امکان را می‌دهد تا با در نظر گرفتن سطح بودجه اختصاص یافته به طرح، تعداد محدودی از چاه‌های با اولویت بالا را انتخاب کند. همچنین این امکان وجود دارد تا این روش به راحتی برای چاه‌های در دست مطالعه یا احداث نیز استفاده گردد. همینطور در این روش طراحی منحصر به پایش فقط یک پارامتر (غلظت EC) نیست و به سادگی می‌توان یک یا چند پارامتر را جایگزین نمود. برای محاسبه آسیب‌پذیری آبخوان مدل DRASTIC استفاده شد که از هفت لایه مربوط به آبخوان شامل عمق آب زیرزمینی، تغذیه خالص، مصالح تشکیل دهنده آبخوان، نوع خاک، توپوگرافی، ماهیت منطقه غیر اشباع و هدایت هیدرولیکی مصالح آبخوان تشکیل شده است. که وزن لایه‌های آن با استفاده از الگوریتم تکاملی تفاضلی (DE) به منظور یافتن بیشترین همبستگی بین نقاط آسیب‌پذیر و نقاطی که غلظت بالایی از هدایت الکتریکی دارند، بهینه شده‌اند. در نتیجه-ی این بهینه‌سازی مقدار تغذیه آبخوان (نفوذ واقعی آب به آبخوان) بیشترین همبستگی را دارد که این موضوع با استفاده از مقایسه نقشه-های تغذیه و هدایت الکتریکی صحت سنجی می‌گردد. با کمک مدل WhAEM2000 حریم حمایتی (10 ساله) چاه‌های آب شرب موجود محاسبه شد و در نهایت چاه‌های پایش به وسیله تلفیق مدل‌ها اولویت‌بندی شدند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Groundwater monitoring network design using vulnerability analysis and well preservation zone

نویسندگان [English]

  • Hossein Yousefi
  • Mona Jamalomidi
  • Ali Moridi
Civil, water and environmental engineering faculty, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Monitoring the quantity and quality of groundwater is a non-separable part of the environmental information system. There are several ways to design a groundwater monitoring network. In the present study, we attempted to develop a new method for flexible design. Flexible means that the results of this study allow the decision maker to select a limited number of high-priority wells, taking into account the budget level allocated to the project. It is also possible to use this method easily for wells under study or construction. Also, in this design method, monitoring is not limited to just one parameter (in the present study, EC concentration) and one or more parameters can be easily replaced. The DRASTIC model was used to calculate the aquifer vulnerability, which consists of seven layers of aquifer, including groundwater depth, net recharge, aquifer media, soil type, topography, impact of vadose zone, and the hydraulic conductivity of aquifers. The layers were optimized using differential evolutionary algorithm (DE) to find the highest correlation between the vulnerable points and the points with the highest concentration of EC. As a result of this optimization, the amount net recharge (the actual infiltration of water into the aquifer) had the highest correlation, which was confirmed by comparing net recharge and EC maps. With the help of WhAEM2000, 10-year capture zone of existing wells was calculated. The final priority of the wells was calculated by linking of these models.

کلیدواژه‌ها [English]

  • WhAEM2000
  • DRASTIC
  • DE algorithm
  • MODFLOW