شبیه‌سازی عددی اندرکنش دریاچه ارومیه و آبخوان ساحلی دشت عجب‌شیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد/ مهندسی منابع آب، دانشکده مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استادیار/ دانشکده مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

منابع آب زیرزمینی یکی از منابع اصلی تأمین کننده آب شیرین در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان، مانند ایران بوده است. حوضه آبریز دریاچه ارومیه واقع در استان آذربایجان‌شرقی ایران، یکی از مناطقی می‌باشد که بخش قابل توجهی از نیاز آبی با اتکا به آب زیرزمینی تأمین می‌شود. در مطالعه حاضر به شبیه‌سازی اندرکنش آبخوان ساحلی عجب‌شیر با دریاچه ارومیه پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از برنامه عددی سوترا، یک مدل سه‌بعدی، ناهمگن و ناهمسان توسعه داده شده است. این مدل پس از واسنجی و صحت‌سنجی، مورد استفاده قرار گرفته است. اثرات کاهش تراز دریاچه ارومیه، افزایش آن به تراز اکولوژیک، افزایش یا کاهش تغذیه خالص آبخوان بر میزان تخلیه آب به آبخوان از دریاچه و برعکس ارزیابی شده است. نتایج نشان داده است کاهش سطح تراز دریاچه با روند 4/0 متر بر سال، تراز متوسط آبخوان را به اندازه 7/1 متر در طول 10 سال کاهش می‌‍‌دهد درحالی‌که افزایش تراز دریاچه به تراز اکولوژیک آن، باعث افزایش 75/0 متری تراز متوسط آبخوان در 30 سال می‌گردد. همچنین 10 درصد افزایش تغذیه خالص باعث افزایش تراز متوسط آب زیرزمینی به اندازه 8/1 متر در طول 30 سال شده و کاهش 10 درصدی تغذیه خالص باعث کاهشی در حدود 7/1 متری تراز متوسط آبخوان می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Simulation of Urmia Lake and Ajabshir Coastal Aquifer Interaction

نویسندگان [English]

  • R. Farhoudi-Hafdaran 1
  • H. Ketabchi 2
1 M.Sc., Water Resources Engineering Dept., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Water Resources Engineering Dept., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Groundwater resources have been one of the main freshwater suppliers in arid and semi-arid areas such as Iran. Urmia Lake’s basin located in East-Azerbaijan province, Iran is one of the areas where a significant portion of the water needs is provided by groundwater. The present study considers the interaction of Urmia Lake and Ajabshir coastal aquifer. Hence, a three-dimensional, heterogeneous and anisotropic model has been developed using a numerical code of SUTRA. This model has been used after calibration and verification procedure. The effects of decreasing Urmia Lake level, increasing this level to the ecological level, and increase or decrease in the net recharge rate of the aquifer on discharge to the aquifer from the lake and vice versa have been assessed . The results have been shown that decreasing the level of the lake with 0.4 m/year rate, decreases the average aquifer level by 1.7 m over 10-years period while increasing the level of the lake to its ecological level increases the 0.75 m average level of the aquifer in 30-years. Also, 10% increase in net recharge rate, 1.8 m increase in the average water table during 30-years while 10% reduction in net recharge rate causes the reduction of 1.7 m in the average groundwater level.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ajabshir aquifer
  • Coastal Aquifer
  • numerical simulation
  • Urmia Lake

Cobaner M, Yurtal R, Dogan A, and Motz LH (2012) Three dimensional simulation of seawater intrusion in coastal aquifers: A case study in the Goksu Deltaic Plain. Journal of Hydrology 464–465:262-280

Darvishi-Khatooni J, Lak R, and Mohammadi A (2013) Hydro-geochemical investigation of Urmia Lake water for 2007-2012. Earth Science, 24(95):239-252 (In Persian)

Iran Water Resources Management Company (2014) Updating water resources studies report of Urmia Lake basin, Ministry of Energy, East-Azerbaijan Regional Water Authority. Technical Report (In Persian)

Ketabchi H, and Ataie-Ashtiani B (2011) Development of combined ant colony optimization algorithm and numerical simulation for optimal management of coastal aquifers. Iran-Water Resources Research, 7(1):1-12 (In Persian)

Ketabchi H, Mahmoodzadeh D, Ataie-Ashtiani B, Werner AD, and Simmons CT (2014) Sea-level rise impact on fresh groundwater lenses in two-layer small islands. Hydrological Processes 28:5938-5953

Ketabchi H, Mahmoodzadeh D, Ataie-Ashtiani B, and Simmons CT (2016) Sea-level rise impacts on seawater intrusion in coastal aquifers: Review and integration. Journal of Hydrology 535:235-255

Ketabchi H, and Ataie-Ashtiani B (2015a) Review: Coastal groundwater optimization-advances, challenges, and practical solutions. Hydrogeology Journal 23:1129-1154

Ketabchi H, and Ataie-Ashtiani B (2015b) Assessment of a parallel evolutionary optimization approach for efficient management of coastal aquifers. Environmental Modelling & Software 74:21-38

Ketabchi H, and Ataie-Ashtiani B (2015c) Evolutionary algorithms for the optimal management of coastal groundwater: A comparative study toward future challenges. Journal of Hydrology 520:193-213

Ketabchi H (2015) Efficient simulation - optimization model for managing coastal groundwater. PhD Thesis, Sharif University of Technology, Tehran, Iran (In Persian)

Mahmoodzadeh D, Ketabchi H, Ataie-Ashtiani B, and Simmons CT (2014) Conceptualization of a fresh groundwater lens influenced by climate change: A modeling study of an arid-region island in the Persian Gulf, Iran. Journal of Hydrology 519:399-413

Mohanty S, Jha MK, Kumar A, and Panda DK (2013) Comparative evaluation of numerical model and artificial neural network for simulating groundwater flow in Kathajodi–Surua Inter-basin of Odisha, India. Journal of Hydrology 495:38–51

Narayan KA, Schleeberger C, and Bristow KL (2007) Modelling seawater intrusion in the Burdekin Delta irrigation area, North Queensland, Australia. Agricultural Water Management 89:217-228

Post JC, and Lundin CG (2009) ICZM Guidelines for integrated coastal zone management. Environmentally Sustainable Development Studies and Monographs Series No. 9, The World Bank, Washington DC

Qahman K, and Larabi A (2005) Evaluation and numerical modeling of seawater intrusion in the Gaza aquifer (Palestine). Hydrogeology Journal 14:713-728

Urmia Lake Restoration Program (2016) Drought and risks causes and necessity of Urmia Lake restoration (In Persian)

Voss CI, and Provost AM (2010) SUTRA: A model for saturated-unsaturated, variable-density groundwater flow with solute or energy transport. USGS Water-Resources Investigations Report, 02-4231

Werner AD, Bakker M, Post VE, Vandenbohede A, Lu C, Ataie-Ashtiani B, Simmons CT, and Barry DA (2013) Seawater intrusion processes, investigation and management: Recent advances and future challenges. Advances in Water Resources 51:3-26