مقایسه روشهای ترسیم حریم حفاظتی چاه؛ مطالعه موردی: چاه‌های شرب شهر همدان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس /حفاظت از آبهای زیرزمینی، شرکت آب منطقه ای استان تهران، تهران، ایران

2 عضو هیئت علمی/ پژوهشکده علوم پایه کاربردی، جهاد دانشگاهی دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

چکیده

حریم حفاظتی چاه، ناحیه سطحی و یا زیر سطحی پیرامون چاه است که در هنگام پمپاژ، آب چاه را تامین نموده و مواد آلاینده از طریق آن وارد سیستم آب زیرزمینی شده و نهایتاً به داخل چاه راه پیدا خواهند کرد. در این تحقیق ضمن معرفی روش شعاع ثابت محاسبه‌ای، روش‌های تحلیلی KLF  و Wyssling و روش مدل عددی به عنوان متداول‌ترین روش‌ها جهت تعیین حریم حفاظتی چاه، به منظور مقایسه روش‌های مذکور از داده‌های نه حلقه از چاه‌های شرب شهر همدان استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که با افزایش زمان حرکت (افزایش فاصله از چاه)، از دقت و تطابق روش‌های شعاع ثابت و تحلیلی نسبت به مدل عددی کاسته می‌شود. حریم ترسیمی توسط روش شعاع ثابت محاسبه ای بخش قابل ملاحظه ای از حریم حفاظتی ترسیم شده توسط مدل عددی در بخش بالادست چاه را در برنمی‌گیرد. درحالیکه بخش‌های غیرضروری در پائین دست چاه را که جزء حریم حفاظتی واقعی چاه نمی‌باشد را شامل می‌شود. همچنین حریم‌های ترسیمی توسط روش‌های تحلیلی KLF و Wyssling علیرغم اینکه در مقایسه با روش شعاع ثابت، مساحت بیشتری از حریم حفاظتی مدل عددی را پوشش می‌دهند؛ ولی از نظر شکل ظاهری باریک و کشیده بوده و بخش قابل ملاحظه‌ای از فواصل جانبی حریم حفاظتی عددی را دربرنمی‌گیرند. بطور کلی مدل عددی دقیق ترین روش جهت ترسیم حریم حفاظتی چاه می‌باشد ولی در صورت عدم وجود داده، زمان، سرمایه و تخصص کافی استفاده از روشهای ساده‌تری مانند روش‌های شعاع ثابت و تحلیلی نیز از دقت قابل قبول برخوردار خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Comparison of Delineation Methods for Wellhead Protection Area Case Study: Drinking Wells of Hamedan City

نویسندگان [English]

  • B Delkhahi 1
  • K Khodaei 2
  • F Asadian 2
1 M.Sc in Hydrogeology, Tehran Regional Water Company, Tehran, Iran
2 Research Instructor, Research Institute of Applied Science, Shahid Beheshti University,Tehran,Iran
چکیده [English]

Well Head Protection (WHP) area, is a surface or subsurface area around a well which supplies extracted water from a well and therefore the pollutants entering the groundwater in this area would finally pump out from the well.  In this study while introducing calculated fixed radious (CFR) method for determining WHP area of a single well, other conventional methods like analytical methods (Wyssling and KLF) and numerical models are also compared using nine pumping wells suppling drinking water for Hamedan city, Iran. The results indicated that by increasing the time of travel (increasing distance from a well), calculated fixed radious and analytical methods would lose their accuracy compared to the numerical modeling. CFR calculated values indicated under-protection on the upgradient side and over-protection on the downgradient side of a well head protection area. Moreover, in spite of the fact that the protection areas which calculated by KLF and Wyssling analytical methods, compared to the fixed radius method, are covering further area compared to the calculated protection area by numerical models, the narrow extended shape showed that the results does not cover considerable lateral distances of calculated protection area. Generally, the numerical models are the most accurate methods to draw well head protection area. In case of insufficient data, time, fund, and knowledge, however applying simpler methods like calculated fixed radius method and analytical methods would also lead to acceptable results.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Capture zone
  • Wellhead protection area
  • Calculated fixed radius method
  • analytical method
  • Numerical Model
  • Time of travel

بدو ک (1383) مبانی محاسبات حریم بهداشتی برای حفاظت کیفی چاه‌های آب شرب در شهرها. استقلال‌، سال 23، شماره 2: 77-91.

دلخواهی ب ‌، اسدیان ف (1390) مروری بر عوامل موثر بر حریم حفاظتی چاه‌های شرب با استفاده از مدل ریاضی عددی، مطالعه موردی: منطقه یافت آباد تهران. تحقیقات منابع آب ایران‌، سال 7، شماره 3: 89-94.

دلخواهی ب، خدایی ک و اسدیان ف (1387) تعیین حریم حفاظتی چاه‌های شرب شهر همدان با استفاده از مدل عددی و GIS.  انتشارات شرکت آب و فاضلاب استان همدان، همدان، 171 صفحه.

Bates JK , Evans JE (1996) Evaluation of wellhead protection area delineation methods, applied to the municipal well field at Elmore. Ottawa County, Ohio. Ohio Journal of Science 96(1): 13-22.             

Bingham M (2010) Vulnerability Assessment and Scoring of Wellhead Protection Areas City of Hamilton. Earthfx Incorporated‌, Ontario‌, 53.

Frind EO and Mohammad DS (2002) Delineation of three-dimensional well capture zone for complex multi-aquifer systems. Ground Water Journal 40(6): 586-598. 

Golder Associates Ltd (2001) Phase II Groundwater Protection Study, County of Oxford, Golder Press, Ontario, Canada, Technical Report.

Harter T (2002) Delineating Groundwater Sources and Protection Zones, California Department of Health Services, California, 220.

McDonald MG and Harbaugh AW (1987) A modular three dimensional finite difference groundwater flow model. Techniques of water resources investigations , 06-A1 , USGS‌, 576.

Miller CH W (2003) A comparison of wellhead protection area delineation methods for public drinking water systems in Whatcom county, Washington. Journal of Environmental Health 66(2): 17-23.

Mogheir Y and Tarazi G (2010) Comparative identification of wellhead protection area for municipal supply wells in Gaza.  Journal of Water Resource and Protection 2(2):105-114.

Moinante MJ and Lobo-ferreira JP (2005) On wellhead protection assessment methods and a case-study application in Montemor-o-Novo,Portugal‌. In: The Fourth Inter-celtic Colloquium on Hydrology and Management of Water Resources, 11-13 July, Universidade do Minho, Guimaraes, Portugual, 21-34.

Pollock DW (1989) Ducumentation of computer programs to complete and display pathlines using results from the U.S. Geological survey modular three dimensional finite difference groundwater model, USGSopen file report‌, 81.

Puchalski G (2009) Wellhead Protection Plan for the City of Barrett. J Minnesota Deppartment of Health 24(3): 2-16.

Shuguang L and Huasheng L (2012) Wellhead protection area delineation using available data, MSU College of  Engineering, Michigan DEQ, USA‌, 67.

Springer AE and Bair ES (1992) Comparison of methods used to delineate capture zones of wells: Stratified-Drift Buried-Valley Aquifer. Ground Water Journal 30(6): 908-917.

Stroble RO and Robillard PD (2006) Comparison of several EPA-recommended US and German wellhead protection area delineation methods in agricultural settings. J Water SA 32(4): 507-517.

Theodossiou N and Latinopoulos D (2009) Economic aspects of the delineation of well head protection areas under conditions of uncertainty . In:Proceedings of the second International CEMEPE & SECOTOX  Conference (CEMEPE & SECOTOX-2009), 10-11 October, Mykonos, Greek: 309-314.

U.S. Enviromental Protection Agency (1987) Guidance for Delineation of Wellhead Protection Areas, U.S. EPA, Office of Groundwater Protection, Washington, D.C‌, 354.