به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

modflow

در نشریات گروه مهندسی آب
تکرار جستجوی کلیدواژه modflow در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • اردوان رنجبر، بهاره پیرزاده*

    به منظور بررسی منابع آبی دشت هنگام اقدام به شبیه سازی این آبخوان با مدل تفاضل محدود MODFLOW و مدل انتقال ذرات MT3DMS گردید. جریان آب زیرزمینی، با استفاده از داده های 10 حلقه چاه مشاهده ای در دو حالت ماندگار و غیرماندگار شبیه سازی و برای واسنجی مدل، از تلفیق روش خودکار با تحلیل حساسیت استفاده شد. میانگین ضریب هدایت هیدرولیکی افقی و آبدهی ویژه واسنجی شده، به ترتیب، 3/17 متر در روز و 7/11 درصد به دست آمد. پس از آن در حالت غیرماندگار، مدل کمی برای 5 سال (مهر1393 تا شهریور1398) و مدل کیفی برای 3 سال (مهر1388 تا شهریور1391) صحت سنجی شد. در اولین روز مدل سازی، مقدار غلظت اولیه TDS در آبخوان بعنوان داده اولیه در نظر گرفته شد و در مابقی دوره ها اقدام به واسنجی شد. نتایج بیانگر روند غیر خطی افتادگی سطح آب زیرزمینی با امتداد شرایط سال پایانی وضع موجود، به صورت خوش بینانه بود. همچنین، عوامل تغذیه از سطح 9/10 میلیون مترمکعب و تخلیه از منابع زیرزمینی 9/39 میلیون مترمکعب در سال برآورد گردید. در نهایت، پیش بینی به مدت 120 ماه انجام گرفت که نتیجه افت 8/17 متر تراز آب در پایان دوره پیش بینی بود. مدل کیفی نیز با خطای ppm120 نسبت به داده های مشاهده ای برای TDS واسنجی گردید. نتایج نشان داد که TDS از مرزهای ورود آب و خود دشت (مرکز دشت تا جنوب آبخوان) در حال افزایش و گسترش می باشد. علت این امر احتمالا به ساختار و نوع سازند سفره و چاه های جذبی و همچنین به کاربری اراضی متراکم کشاورزی باز می گردد.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی، دشت هنگام، شبیه سازی، GIS، MODFLOW، MT3DMS
    Ardavan Ranjbar, Bahareh Pirzadeh *
    Introduction

    The primary source of water supply in Dasht-e Hengam is groundwater; therefore, it is necessary to study the qualitative and quantitative status of groundwater resources in this area due to its high agricultural use. Groundwater researchers have used mathematical models, MODFLOW and MT3DMS, to simulate groundwater and evaluate their efficiency (Sadeghi Goghari, 2013; Paliz, 2014; Yousefi et al., 2014; Abbasi, 2014).Simulation of groundwater resources shows that droughts and wetlands have little effect on groundwater in Sarvestan plain (Torshizi et al., 2015), and the main reason for declining aquifers Is the uncontrolled extraction of wells from the groundwater aquifer (Torshizi et al., 2015; Jabbari et al., 2015; Runama and Jafari, 2017). In addition, the level of pollution has increased in some plains (Deymehkar, 2016; Fasihi and Zare Abyaneh, 2018; Shahnavaz, 2019). For improving the quality of aquifers, aquifer feeding (Ghafari et al., 2020), a suitable hydraulic system (Ghafari et al., 2020), and (or) reactive-nano-iron barriers have been used (Divya et al., 2020).In this research, with the help of two powerful specialized tools of water resources, MODFLOW and MT3DMS particle transfer model, the plain aquifer during the simulation and the quantitative and qualitative status of groundwater is investigated.

    Methodology

    Dasht-e Hengam, with approximately ​​525 square kilometers, is located in 76 kilometers of Qirokarzin city and 220 kilometers south of Shiraz city. Geological conditions, alluvial sediment status, location of available groundwater resources, and observation wells are plain alluvial aquifers (Regional Water Company of Fars, 2012). ‎Fig. 1 shows the geographical location of Hengam Plain (Regional Water Company of Fars, 2012), and ‎Table 1 shows the monthly distribution of rainfall in the plain. Data from ten observation wells in the groundwater aquifer, ‎Fig. 2, were used to calibrate quantitative and qualitative models of the plain. The amount of feed from the surface includes returned water from agricultural and drinking wells, from the river (runoff), drainage, annual rainfall at the aquifer level, and sewage, the information of which is listed in (Regional Water Company of Fars, 2012). Piezometers per month were first interpolated in GIS software and then transferred to the model. The model network cell size for all possible observation wells in the area with a cell size of 150 m was considered. A series of pilot points (Figure 3) were designed at the range level for more accurate and faster calibration.

    Results and Discussion

    By calibrating the model over 36 months, the optimal hydraulic conductivity value with an average of 17.3 and a standard deviation of 24.9 m/day was obtained (‎Fig. 5). The highest hydraulic conductivity coefficient is related to the northern and northwestern parts of the plain, and the lowest coefficient occurs at the highest accumulation of exploitation wells. Also, the amount of specific storativity varies between 0.00167 and 0.636, with an average of 0.103 and a standard deviation of 0.117.The slight difference between the computational and observational data, ‎Fig. 6 to ‎Fig. 9, indicates desired modeling in the scope of the study. The correlation between computational and observational values ​​(‎Fig. 10, typically shown for the simulation month 60) also shows this.The quantitative model, MODFLOW, shows that the aquifer volume decreases daily during the 36-month modeling period (‎Fig. 11 and ‎Fig. 12); as a result, the amount of groundwater discharge from the boundary of the plain vanishes due to falling groundwater levels. Also, the volume of groundwater inflow is about 24.4 Mm3/year, the recharge into the aquifer from the surface is approximately 10.97 Mm3/year, discharge from alluvial groundwater and complex formation (often wells) is about 39.43 Mm3/year, and the volume of output due to natural drainage is almost 0.546 Mm3/year. The aquifer storage volume is 12.1, and the reservoir withdrawal volume is about 13.5 Mm3/year (‎Fig. 13); thus, the reservoir deficit is 1.36 Mm3/year.‎Fig. 14 shows the groundwater level of the Hengam aquifer in the last step of the 36 months, which, compared to the beginning of the period, indicates a drop in water after three years of groundwater abstraction. ‎Fig. 15 shows that the water level decreased by about 4.5 m during the simulation period, equivalent to an average annual drop of about 1.5 m.MT3DMS package and chemical quality data related to 10 agricultural wells were used to prepare a qualitative model. Information about the location of sampling wells and initial concentration of qualitative parameters in the aquifer in ‎Table 4 and the calibrated value of qualitative parameters are presented in ‎Table 5 for the last calibration step. The distribution of TDS in Figures 19 to 21 shows that the contamination is constantly expanding during these three years, and ‎Fig. 22 shows that as the groundwater level decreases, the TDS contamination increases during the simulation period.

    Conclusions

    In this study, using MODFLOW and MT3DMS, the quantitative and qualitative status of Hengam plain was investigated. The groundwater flow model created the slightest statistical deviation on the optimization parameters according to the automated calibration and validation approach. The results showed the nonlinear trend of groundwater level sagging with the final year conditions in an optimistic manner.

    Keywords: Groundwater, Hengam Plain, Simulation, GIS, MODFLOW, MT3DMS
  • سمیه جنت رستمی*، علی صلاحی، فاطمه یوسفی
    یک شبکه چاه های پایش مناسب می تواند داده های کمی و کیفی ارزشمندی برای تصمیم ‍گیری آگاهانه در مورد وضعیت محیط زیست فراهم کند. انتخاب تعداد بهینه چاه های پایش و توزیع مکانی آن ها بزرگترین چالش هیدروژیولوژیست ها است. از سوی دیگر، توزیع نامناسب چاه های پایش یا تعداد ناکافی آن ها به درستی وضعیت زیست محیطی منطقه را نشان نمی دهد. در این مطالعه شبکه پایش فعلی در منطقه موردمطالعه با توجه به نتایج شبیه سازی مدل های MODFLOW و MT3D ارزیابی شد و سپس در ادامه شبکه پایش با توجه به چاه های موجود در منطقه با روش بهینه سازی توسعه ‎یافته در این مطالعه طراحی شد. مدل بهینه سازی شامل دو تابع هدف حداکثر کردن ضریب نش- ساتکلیف و حداقل کردن هزینه ها به طور همزمان است که با اعمال ضریب وزنی W به صورت یک تابع هدف تعریف شد. از الگوریتم ژنتیک برای حل مدل بهینه سازی استفاده شد. نتایج ارزیابی ها نشان داد که انتخاب جواب بهینه وابستگی زیادی به مقدار ضریب وزنی W دارد. بنابراین بهترین مقدار W با توجه به برقراری یک رابطه قابل قبول بین هزینه و پراکنش مکانی چاه ها در منطقه انتخاب می شود. در ادامه برای انتخاب بهترین جواب از شاخص های PBIAS ،RMSE و ضریب رگرسیون نیز استفاده شد که مقادیر این شاخص ها در این مطالعه قابل قبول بوده است. همچنین، بزرگ تر بودن میانگین مقادیر TDS بهینه از میانگین مقادیر TDS مشاهده ای نشان می دهد که شبکه بهینه، داده های کیفی آب زیرزمینی مناطق آلوده تر را فراهم می کند. روش ارایه شده در این مطالعه برای سایر آلاینده ها باید مورد ارزیابی و صحت سنجی قرار گیرد.
    کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی، MODFLOW، MT3D
    Somaye Janatrostami *, Ali Salahi, Fatemeh Usefi
    A properly monitoring well network can provide quantity and quality data needed to make informed decision making about the state of the environment. The selection of the optimum number of monitoring wells and their spatial distribution is a major challenge for the hydrogeologist. On the other hand, improper distribution of monitoring wells or an insufficient number of them does not properly represent the state of the environment. In this study, the current monitoring network in the study area was evaluated according to the simulation results of MODFLOW and MT3D models. Then, the monitoring network was designed based on the wells in the area with the optimization method developed in this study. The optimization model consists of two objective functions to maximize the Nash Sutcliffe coefficient and to minimize the costs simultaneously, which was defined as one target function by applying the weighting factor W. Genetic algorithm was used to solve the optimization model. The results showed that the finding of the optimal value depends on the value of the weight coefficient (W). Therefore, the best value of W is selected according to an acceptable trade-off between cost and spatial distribution of wells in the area. To choose the best solution, PBIAS, RMSE, and regression coefficients were used in which their values were acceptable in this study. Also, the higher the average optimal TDS values than the average observed TDS values indicated that the optimal network could provide groundwater quality data for more polluted areas. The method presented in this study for other pollutants should be evaluated and validated.
    Keywords: Genetic Algorithm, optimization, MODFLOW, MT3D
  • رضا شکاری تپه، علیرضا پرویشی*، مهدی قنبرزاده لک

    امروزه کمبود منابع آب زیرزمینی در اکثر مناطق خشک و نیمه خشک، با گسترش جوامع و بهره برداری روزافزون از آن ها، بعنوان یک معضل جدی، دغدغه اصلی متولیان و برنامه ریزان بخش آب کشور می باشد. در تحقیق حاضر درنظر است با مدل سازی آبخوان و اعمال سناریوی پخش سیلاب جهت حفظ و بهبود وضعیت آن، راهکارهای عملی ارایه شود. باتوجه به قرارگیری دشت سلماس در منطقه نیمه خشک و همچنین برداشت بی رویه از آبخوان دشت، آبخوان سلماس به شدت دچار بحران شده است. برای بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی در آبخوان سلماس پس از اعمال سناریوی پخش سیلاب، از کد ریاضی MODFLOW موجود در GMS، استفاده شد. مدل ریاضی برای دو حالت پایدار و ناپایدار تهیه و اجرا شد و سپس سناریوی پخش سیلاب در مدل اعمال و خروجی ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد حجم آبی معادل 2/6 میلیون مترمکعب در داخل آبخوان ذخیره می شود که معادل 44/7 درصد کل آب تغذیه شده به آبخوان است و پس از اعمال سناریو در پایان مهر 1391، به طور متوسط، سطح آب 13 سانتی متر افزایش یافت که تغییرات در سطح آب زیرزمینی در قسمت جنوبی و میانی آبخوان است.

    کلید واژگان: سیلاب، MODFLOW، سطح آب زیرزمینی، دشت سلماس، تغذیه مصنوعی
    Reza Shekari Tappe, Alireza Parvishi *, Mehdi Ghanbarzadeh Lak

    Today, with the expansion of communities and their increasing groundwater exploitation, the scarcity of groundwater resources as a serious problem in most arid and semi-arid regions, is the main concern of managers and planners of the country's water sector. In the present study, it is intended to provide practical solutions by modeling the aquifer and applying the scenario of flood distribution to maintain and improve the aquifer condition. Since Salmas plain is located in the semi-arid region and also due to the uncontrolled abstraction, the Salmas aquifer suffers a severe crisis. To study the changes in groundwater level in Salmas aquifer after applying the flood distribution scenario, the MODFLOW mathematical code in GMS was used. The mathematical model was prepared and implemented for both steady and transient states. Then the flood spreading scenario was applied and the results showed that 2.6 million cubic meters is stored in the aquifer, which is equivalent to 44.7% of the total water fed to the aquifer. Applying the scenario, the water level increased on average by 13 cm at the end of October 2012, and the change in groundwater level was in the southern and middle part of the aquifer.

    Keywords: Floodwater, MODFLOW, groundwater level, Salmas plain, Artificial recharge
  • مونا جمال امیدی، علی مریدی*

    در دهه های اخیر، افزایش نیازهای آبی در ایران منجر به برداشت بیش از حد آب، به ویژه آب زیرزمینی شده است لذا مدیریت آب زیرزمینی و برداشت ها باید طوری باشد که علاوه بر رفع نیاز مصرف کنندگان و رسیدن به نفع عادلانه، پایداری آبخوان و نیاز آیندگان نیز مور توجه قرار گیرد. این تحقیق با هدف مدیریت و کاهش برداشت از آبخوان حاجی آباد واقع در استان هرمزگان انجام شده است. ابتدا مدل جریان آب زیرزمینی به وسیله نرم افزار MODFLOW شبیه سازی و صحت سنجی شده سپس با استفاده از روش همکارانه (روش ورشکستگی)، مقادیر جدید برداشت آبخوان محاسبه گردید و این مقادیر به مدل شبیه سازی وارد و نتایج آن با وضع موجود مقایسه گردید. در این پژوهش از 5 روش ورشکستگی نسبی (P)، ورشکستگی مقید به سود یکسان (CEA)، ورشکستگی مقید به ضرر یکسان (CEL)، تالمود (Talmud) و پینایل (Piniles) به منظور مدیریت برداشت چاه های بهره برداری استفاده شده است. مقادیر برداشت سالانه چاه های بهره برداری از آبخوان به عنوان تقاضای ذینفعان و مقدار تغذیه آب زیرزمینی محاسبه شده توسط مدل شبیه سازی در هر پلیگون به عنوان مقدار آب موجود است. در این 5 روش مقادیر سطح آب زیرزمینی آبخوان افزایش و وضعیت کلی آبخوان بهبود نسبتا خوبی داشته است. در نهایت شاخص پایداری ورشکستگی (BASI) برای 5 روش محاسبه و مقایسه گردید.

    کلید واژگان: MODFLOW، روش ورشکستگی، پایداری آبخوان، رویکرد همکارانه
    Mona Jamalomidi, Ali Moridi *

    In recent decades, increasing water demand in Iran has resulted in excessive water usage, specially groundwater. Due to the increase in aquifer water usage, groundwater management should considerate to meet consumers needs and achieving a fair benefit in addition aquifer sustainability and future needs. This study aimed to manage and reduce water usage of Haji Abad aquifer in Hormozgan province. first, Groundwater simulation model was calibrated and validated by MODFLOW software and then, the new operation wells discharge values were calculated by using the cooperative method (bankruptcy) and these values were entered into the simulation model and the results were compared with the current situation. In this study, five bankruptcy methods proportional (P), Constrained Equal Award (CEA), Constrained Equal Loss (CEL), Talmud (Tal) and Piniles (Pin) are used to manage operation wells discharge, The annual discharge values of the operation wells are claimer demand and the amount of groundwater recharge which calculated by the simulation model in each polygon are the available water. In these five methods, groundwater head increased and overall aquifer status improved relatively well. Finally, the Bankruptcy Allocation stability index (BASI) for five methods was calculated and compared.compared.

    Keywords: MODFLOW, Bankruptcy Method, Groundwater sustainable development, Cooperative method
  • حسین یوسفی، مونا جمال امیدی، علی مریدی *

    پایش کمی و کیفی آب های زیرزمینی قسمت جدانشدنی سیستم اطلاعات محیط زیستی است. روش های 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 می دهد تا با در نظر گرفتن سطح بودجه اختصاص یافته به طرح، تعداد محدودی از چاه های با اولویت بالا را انتخاب کند. همچنین این امکان وجود دارد تا این روش به راحتی برای چاه های در دست مطالعه یا احداث نیز استفاده گردد. همینطور در این روش طراحی منحصر به پایش فقط یک پارامتر (در تحقیق حاضر غلظت EC) نیست و به سادگی می توان یک یا چند پارامتر را جایگزین نمود. برای محاسبه آسیب پذیری آبخوان مدل DRASTIC استفاده شده است 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 لایه های آن با استفاده از الگوریتم تکاملی تفاضلی (DE) به منظور یافتن بیشترین همبستگی بین نقاط آسیب پذیر و نقاطی که غلظت بالایی از هدایت الکتریکی دارند، بهینه شده اند. در نتیجه ی این بهینه سازی 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 می گردد. سطح حوضه به سلول هایی با ابعاد 60 متر تقسیم شد. در استراتژی  اول سلول هایی که حداقل در 60 درصد حالات مقدار آسیب پذیری آن ها بیشتر از میانگین است و در استراتژی دوم سلول هایی که حداقل در 25 درصد حالات مقدار آسیب پذیری آن ها بیشتر از میانگین به علاوه انحراف معیار است، مشخص شده اند. با کمک مدل WhAEM2000 حریم حمایتی (10 ساله) چاه های آب شرب موجود محاسبه شد و در نهایت چاه های پایش به وسیله تعداد سلول های محصور در حریم هر چاه اولویت بندی شدند.

    کلید واژگان: WhAEM2000، الگوریتم، DE DRASTIC، MODFLow
    Hossein Yousefi, Mona Jamalomidi, Ali Moridi*

    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.

    Keywords: WhAEM2000, DRASTIC, DE algorithm, MODFLOW
  • سجاد نایب، سامان جوادی*، محمدابراهیم بنی حبیب

    به منظور مدیریت پایدار آب در حوضه آبریز درک کامل از شرایط هیدرولوژیکی و تبادلات آب های سطحی و زیرزمینی، از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله از مدل اصلاح شده SWAT-MODFLOW که یک مدل هیدرولوژیکی چندمنظوره و یکپارچه است، جهت شبیه سازی کمی فرآیندهای آب سطحی و زیرزمینی و تبادلات هم زمان بین آنها در سطح حوضه آبریز شازند، استفاده شده است. پس از واسنجی مدل ترکیبی، نتایج واسنجی مدل آب سطحی SWAT برای ایستگاه هیدرومتری پل دوآب واقع در رودخانه شراء و خروجی حوضه، مقدار ضریب R2 و نش ساتکلیفت به ترتیب 0/64 و 0/63 را نشان می دهد. در بخش آب زیرزمینی میزان RMSE برای 19 چاه مشاهده ای در آبخوان 1/72 متر به دست آمد که در سطح قابل قبولی قرار دارد. با توجه نتایج حاصل شده در دو بخش آب سطحی و زیرزمینی عملکرد مدل با توجه به یکپارچگی و در نظر گرفتن تمامی تبادلات دو مدل به صورت هم زمان و در یک منطقه وسیع قابل قبول بوده است. به جهت ارزیابی کاربرد مدل یکپارچه SWAT-MODFLOW در سطح حوضه نیز از مدل مذکور جهت برآورد تاثیر سناریوی کاهش برداشت به میزان 10 درصد از منابع آبی با استفاده از یک شاخص بر روی سامانه منابع آبی موجود، استفاده گردید که نتایج به دست آمده از شاخص آب در دسترس WAI، استفاده شده در این مطالعه، بیان گر بهبود در مقدار شاخص مذکور و درنتیجه بهبود وضعیت سامانه منابع آبی در مقایسه با وضع موجود بود.

    کلید واژگان: مدل SWAT، MODFLOW، مدل یکپارچه SWAT-MODFLOW، بیلان آب، تبادلات آب سطحی و زیرزمینی
    Sajjad Naeb, Saman Javadi *, MohammadEbrahim Banihabib

    In order to ensure sustainable water management, a thorough understanding of the hydrological conditions and the interactions between surface and ground water. In this paper used from corrected multifunctional and integrated hydrologic model SWAT-MODFLOW to simulation quantitative processes of surface and ground water and simultaneous exchanges between them at the Shazand catchment. After the calibration, results of calibration SWAT surface water model to Duab bridge hydrometrical station that located at the Shara river and the basin's output, shown coefficient value of R2 and Nash-Sutcliff 0.64 and 0.63, respectively. At the groundwater part, the amount of RMSE for 19 observational wells calculated 1.72 m that is an acceptable level. With regard to the results obtained in the two surface and ground water sections, the performance of the model with regard to the integrity and consideration of all exchanges of the two models is concurrently and in a wide area acceptable and can recommended use from integrated SWAT-MODFLOW model In integrated simulation of the hydrological conditions of the catchment in a comprehensive manner. To evaluate the application of SWAT-MODFLOW integrated model at the basin level, the model was used to estimate the impact of a 10% reduction in water resources scenario using an index on the existing water resources system, the results obtained from the water index. The availability of WAI used in this study indicates an improvement in the value of the indicator and thus an improvement in the status of the water resources system compared to the status quo.

    Keywords: Integrated Modeling, SWATMODFLOW Model, SWAT, MODFLOW, Water budget
  • محمدقدیر زمانی مقدم، علی مریدی*، جعفر یزدی

    در اغلب مناطق قسمت قابل ملاحظه ای از آب شرب به وسیله چاه ها و از منابع آب زیرزمینی تامین می شود. منابع مورد استفاده برای تامین آب شرب همواره در معرض تهدید آلاینده های مختلف می باشند. دراین مقاله با استفاده از مدل های MODFLOW، WhAEM2000 و DRASTIC محدوده حریم کیفی چاه های شرب تعیین شده است. در این تحقیق ابتدا مدل مفهومی آبخوان دشت رودان توسط مدل MODFLOW ساخته شد. مدل پایدار برای یک سال آبی نرمال و همچنین مدل ناپایدار برای سه سال آبی ساخته شد که خطای مدل برای حالت ماندگار و غیر ماندگار به ترتیب برابر با 49/1 و 32/2 به دست آمد. در ادامه از نتایج بدست آمده در محیط WhAEM2000 استفاده شد و حریم کیفی چاه ها به دو روش شعاع ثابت محاسبه شده و روش تحلیلی محاسبه گردید. سپس با استفاده از روش DRASTIC میزان آسیب پذیری آبخوان در محدوده های حریم کیفی چاه های شرب شناسایی و مبنایی برای تعیین دوره بازگشت حریم کیفی در محدوده دشت رودان در استان هرمزگان گردید. نتایج نشان داد که عمده چاه های شرب در محدوده با آسیب پذیری بالا واقع شده و عمده کاربری اراضی واقع در محدوده حریم کیفی فعالیتهای کشاورزی است. برای این مناطق حریم کیفی با دوره بازگشت 10 ساله تعیین گردید زیرا اعمال حریم کوچک، خطر آلودگی آب چاه را بالا می برد. همچنین برای مناطق با آسیب پذیری کمتر و کاربری های اراضی دیگر نیز می توان حریم حفاظتی کوچکتری اعمال کرد؛ زیرا اعمال حریم بزرگتر در این مناطق هزینه های اجتماعی و اقتصادی زیادی را به دنبال خواهد داشت.

    کلید واژگان: حریم کیفی، DRASTIC، WhAEM2000، MODFLOW، آسیب پذیری آبخوان
    MohammadGhadir Zamani Moghadam, Ali Moridi *, Jafar Yazdi

    In most areas, much of the drinking water supplies from groundwater resources are constantly threatened by various pollutants. In this paper, the groundwater quality protection zone is defined using MODFLOW, WhAEM2000 and DRASTIC models. In this research at the beginning, the conceptual model of Rudan plain aquifer has been made by MODFLOW model. The model is calibrated for the year of 1389-90 in the steady state with the root mean square error about 1.49 m error. Also, the model is calibrated for the period 1389-91 with the root mean square error about 2.32. Then, the groundwater quality protection zone is determined by using WhAEM2000 model in both constant radius and analytical methods. Finally, the vulnerability level of the aquifer was identified by using the DRASTIC model and considered for determining the protection zone area.Results showed that most of the wells are located in the highly vulnerable zone with agricultural land use. So, Because of the high risk of groundwater pollution, extra travel time for groundwater (about 10 years) must be considered for determination of protection zone. Also, for less vulnerable areas and other land use areas, a smaller protection area can be applied, since the application of greater zone in these areas will lead to a lot of social and economic costs.

    Keywords: DRASTIC, WhAEM2000, MODFLOW, Aquifer Vulnerability
  • مریم ملکزاده، سعید کاردار*، کیوان صائب، سعید شعبانلو، لعبت تقوی
    در این مطالعه تراز آب زیرزمینی منطقه کبودر آهنک واقع در استان همدان، ایران با استفاده از مدل های مادفلو، ماشین آموزش نیرومند (ELM) و ویولت-ماشین آموزش نیرومند WA-ELM)) شبیه سازی می شود. تجزیه و تحلیل نتایج مدل سازی نشان می دهد که مدل های عددی تراز آب زیرزمینی را با دقت قابل قبولی شبیه سازی می کنند. به عنوان مثال مقادیر ضریب همبستگی و شاخص پراکندگی برای مدل مادفلو به ترتیب مساوی 0.917 و 0.0004 بدست آمد. سپس با ترکیب های ورودی مختلف و با استفاده از گام زمانی صحیح، به صورت تاخیرهای متفاوت 10 مدل مختلف برای مدل های ELM و WA-ELM تعریف می شود. با ارزیابی کلیه توابع فعال سازی مدل ELM، تابع فعال سازی sigmoid مقادیر تراز آب زیرزمینی را با دقت بیشتری پیش بینی می کند. همچنین Daubechies2 به عنوان خانواده ویولت مدل های WA-ELM انتخاب می شود. بر اساس نتایج مدل های عددی مختلف، مدل WA-ELM به عنوان مدل برتر در پیش بینی تراز آب زیرزمینی انتخاب می شود. برای مدل برتر مقادیر ضریب همبستگی و ضریب نش به ترتیب برابر 0.959 و 0.915 محاسبه شده است.
    کلید واژگان: تراز آب زیرزمینی، مادفلو، ماشین آموزش نیرومند، ویولت، ویولت-ماشین آموزش نیرومند
    Maryam Malekzadeh, Saeid Kardar *, Keivan Saeb, Saeid Shabanlou, Lobat Taghavi
    In this study, the groundwater level of the Kabodarahang aquifer located in Iran, Hamadan Province is simulated using the MODFLOW, Extreme Learning Machine (ELM) and Wavelet-Extreme Learning Machine (WA-ELM) Models. Analysis of modeling results shows that numerical models simulate groundwater level with acceptable accuracy. For example, the correlation coefficient and scatter index values for the MODFLOW model are calculated 0.917 and 0.0004, respectively. Then, by different input combination and using the stepwise selection, 10 different models are introduced for the ELM and WA-ELM models as different lags. By evaluating all activation functions of the ELM model, the sigmoid activation function predicts groundwater level values with more accuracy. Also, Daubechies2 is chosen as the mother wavelet of the WA-ELM models. According to different numerical models results, the WA-ELM model is selected as the superior model in prediction of groundwater level. For the superior model, the correlation coefficient and Nash-Sutcliffe efficiency coefficient are calculated 0.959 and 0.915, respectively.
    Keywords: groundwater level, MODFLOW, Extreme learning machine, Wavelet, Wavelet-Extreme Learning Machine
  • مجتبی شوریان*، سید محمد جواد داودی
    بالا بودن سطح آب زیرزمینی در مناطق شهری باعث بروز مشکلات متعددی در سازه های موجود و پروژه های عمرانی می شود. در روش مرسوم زهکشی با حفر تعدادی چاه و پمپاژ آب از آبخوان، سطح ایستابی تا مقدار مطلوب پایین آورده می شود. علی رغم کارایی قابل قبول این روش، هزینه اجرایی آن غالبا زیاد است. بنابراین بهینه سازی طراحی سیستم پمپاژ آب زیرزمینی در این گونه پروژه ها حائز اهمیت بوده و می تواند باعث صرفه جویی چشمگیر در هزینه های نهایی شود. در این پژوهش، حل مسئله جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ با حداقل هزینه زهکشی و به منظور افت سطح آب زیرزمینی با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی مد نظر قرار گرفت. مدل شبیه سازی مورد استفاده به منظور بررسی رفتار آبخوان تحت تاثیر احداث چاه های پمپاژ نرم افزار MODFLOW و الگوریتم بهینه سازی به منظور تعیین جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ الگوریتم کرم شب تاب می باشد. مدل توسعه یافته FOA-MODFLOW بر روی آبخوان محدوده مسجد جامع شهر کرمان به منظور طراحی و جانمایی بهینه چاه های پمپاژ آب تحت هدف کمینه سازی هزینه کل طرح اجرا شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در محدوده مذکور، ضمن کاهش قابل توجه هزینه طرح نسبت به طرح پیشنهادی توسط مشاور پروژه، می توان با احداث دو حلقه چاه با مجموع نرخ پمپاژ 5503 متر مکعب در روز، به میزان حداقل 5/1 متر در محدوده مذکور افت ایجاد کرد، در شرایطی که میزان نشست زمین در محدوده طرح نیز در حد مجاز باشد. همچنین بررسی تاثیر پارامترهای مهم حاکم بر مسئله بیانگر تاثیر مقادیر حداکثر رقوم مجاز سطح آب زیرزمینی و حداکثر دبی پمپاژ چاه ها بر روی جواب های مسئله می باشد. از طرف دیگر نتایج، عملکرد مناسب رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی مورد استفاده در حل مسائل آب زیرزمینی را نشان می دهد. در این رویکرد تلفیق یک مدل شبیه ساز با قابلیت لحاظ جوانب مختلف سیستم آبخوان و یک الگوریتم بهینه ساز فراکاوشی با قابلیت نیل به مقادیر بهینه سراسری متغیرهای تصمیم، منتج به طراحی و جانمایی بهینه چاه های برداشت از آبخوان با هدف افت سطح آب زیرزمینی شد.
    کلید واژگان: زهکشی آب زیرزمینی، چاه های پمپاژ، شبیه سازی - بهینه سازی، مدل MODFLOW، الگوریتم کرم شب تاب
    Mojtaba Shourian *, Seyed Mohammad Javad Davoodi
    High groundwater levels in urban areas pose major problems in construction and mining projects. A typical and effective solution in these situations is to dig drainage wells to lower the water table to the desired level through an appropriate pumping strategy. Although the method is efficient, the operating costs are relatively high and it is, therefore, of great importance to optimize the groundwater pumping system to save costs. In this paper, a simulation-based optimization approach is exploited to minimize the total costs through optimizing the layout and capacity of pumping wells. For this purpose, MODFLOW, the groundwater simulation software, is used to investigate aquifer behavior under pumping wells and the well-known Firefly Optimization Algorithm is exploited to find the optimal well layout and capacity. The proposed FOA-MODFLOW model is tested on the small urban ancient Grand Mosque region in Kerman City, southeast of Iran, to minimize the cost of the draining project. Experimental results indicate that the proposed cost-effective design noticeably outperforms the one proposed by the consulting engineers in terms of both the number of drilled wells and the associated pumping costs. The optimal strategy observes the constraints and demands by constructing only two wells with a total pumping rate of 5503 m3/day and a water table drawdown of more than 1.5 m provided the ground subsidence is within the allowable limit of less than 80 mm. Additionally, examination of the values obtained for the various design parameters shows that the proposed strategy is the best and its sensitivity to maximum permissible water level and pumping rates is highest as compared with other similar designs.
    Keywords: Groundwater Degradation, Pumping Wells, Simulation-Optimization, MODFLOW, firefly algorithm
  • مرتضی بیژنی، علی مریدی، سید محمدرضا مجدزاده طباطبایی
    کشور ایران در منطقه ای خشک و کم باران با توزیع نامناسب آب واقع شده است. در بسیاری از مناطق ایران به ویژه مناطق کویری منبع تامین نیاز آبی، منابع زیرزمینی می باشند. یکی از این مناطق دشت علی آباد واقع در محدوده مطالعاتی ساوه است که جهت دستیابی به منابع آب زیرزمینی اقدام به حفر چاه های بهره برداری برای مصارف کشاورزی شده است. افزایش بهره برداری بیش از پتانسیل تجدید پذیر آبخوان باعث شده تا در اثر افت سطح آب زیرزمینیپتانسیل برداشت از آبخوان کاهش یافته و به تبع آن اقدام به کف شکنی چاه ها شده است. در اثر افت سطح ایستابی، تنش موثر در ذرات خاک افزایش و باعث ایجاد فرونشست در منطقه خواهد شد. در این تحقیق تاثیر برداشت بی رویه از چاه ها بر پتانسیل بهره برداری از آبخوان با استفاده از مدل عددی MODFLOW بررسی شده است. بدین منظور مدل مفهومی دشت علی آباد ساوه و اثر کف شکنی چاه ها با استفاده از نرم افزار GMS تهیه شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد مناطق جنوب غربی و جنوب شرقی دشت از پتانسیل بالاتری جهت خشک شدن آبخوان برخوردار بوده وعمق بحرانی کف شکنی در کل منطقه مورد مطالعه 80 متر برآورد شده که در قسمت جنوب غربی رخ داده است. همچنین نتایج نشان می دهد ارائه مجوز کف شکنی به چاه های کشاورزی نه تنها یک آسیب جدی به آبخوان و محیط زیست دشت بوده بلکه یک رویکرد در راستای توزیع ناعادلانه آب در سطح دشت می باشد. در اثر کف شکنی چاه ها ممکن است بخشهایی از دشت کاملا از بین رفته و مهاجرتهای روستاییان آن منطقه را منجر شود.
    کلید واژگان: کف شکنی چاه، GMS، MODFLOW، دشت علی آباد ساوه، مدل سازی آخوان
    M. Bijani, A. Moridi, M.R. Majdzadeh Tabatabaie
    Iran is located in a semi-arid area with an inappropriate distribution of water. In many parts of the country, particularly arid plains, the groundwater is the main source for supplying demands. One of these areas is Aliabad plain located in Saveh catchment in which farmers have been digging deep wells for withdrawal. Increase in withdrawal above the aquifer renewable water potential has caused a decrease in efficiency of the operation wells due to the groundwater drawdown. Decreasing in gtrounwater table will later lead to land settlement and environmentak impacts. In order to increase the well efficiency, well deepening has been carried out in the plain. This research simulated the effects of excessive withdrawal on operation wells efficiency using MODFLOW. The conceptual model and well deepening effect simulation were developed in GMS model. Results indicated that the north eastern and western regions of the aquifer have higher potentials for drying up and the maximum (critical) well deepening depth is about 80 meters for the whole area. The results also showed that by deepening the agricultural wells some parts of the aquifer will dry up which leads to migration.
    Keywords: Well deepening, GMS, MODFLOW, Well efficiency, Ali, Abad Aquifer, Saveh Plain, Groundwater modeling
  • علی قاسمی نژاد، مجتبی شوریان
    جانمایی نامناسب چاه های بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و برداشت بی رویه از آن ها، همواره تبعات اقتصادی فراوانی به همراه داشته و همچنین موجب خسارت های شدید به آبخوان می گردد. هدف این تحقیق توسعه یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی، به منظور طراحی محل و ظرفیت بهینه چاه های بهره برداری با در نظر گرفتن ملاحظات کمی و کیفی آب می باشد. مدل مذکور با تلفیق مدل شبیه سازی آب زیرزمینی MODFLOW و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات توسعه یافته و به منظور کمینه سازی مجموع هزینه های حفاری چاه، انتقال و تصفیه آب در محدوده دشت سرخس واقع در شمال شرق ایران مورد استفاده قرار گرفته است. متغیرهای تصمیم مسئله مکان و نرخ پمپاژ چاه ها بوده و محدودیت های حداکثر نرخ پمپاژ و افت مجاز آبخوان به صورت قید در مدل با هدف تامین نیاز آب شرب شهر سرخس لحاظ شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با بهره گیری از مدل PSO-MODFLOW، علاوه بر ارضای قیود مسئله میزان هزینه استحصال آب نسبت به طرح موجود در حال بهره برداری کاهش می یابد، به گونه ای که هزینه کل در شبکه بهینه طراحی شده 572 میلیون تومان و در طرح موجود با تعداد چاه یکسان برابر با 598 میلیون تومان به دست آمده که بیانگر کاهش 5 درصدی هزینه می باشد. همچنین نتایج تحلیل حساسیت نشان می دهد که تغییرات پارامتر هدایت هیدرولیکی آبخوان تاثیر زیادی بر نتایج به دست آمده ندارد. در حالیکه تغییرات نرخ پمپاژ بیشینه با تاثیر مستقیم در تعداد چاه های مورد نیاز باعث تغییرات قابل ملاحظه ای در هزینه نهایی می شود.
    کلید واژگان: چاه های برداشت از آبخوان، طراحی جانمایی و ظرفیت بهینه، رویکرد شبیه سازی، بهینه سازی، MODFLOW، PSO
    A. Ghasemi Nejad, M. Shourian
    Improper wells location and excessive groundwater extraction can cause severe damage to aquifers and lead to numerous economic consequences. The purpose of this study is to develop a simulation-optimization model for determination of optimal well's placement and pumping rates, while satisfying the requirement of quantitative and qualitative considerations. The proposed model integrates the groundwater flow simulation model MODFLOW and the Particle Swarm Optimization algorithm. The coupled PSO-MODFLOW model has been applied to the Sarakhs aquifer in the north-east of Iran to minimize the total cost of drilling, transfering and water treatment for supplying the drinking demand of the Sarakhs city. Discharges as well as locations of the pumping wells were taken as the decision variables. Also, the maximum pumping rate and maximum water-table drawdown were incorporated as the problem's constraints. The results show that the proposed approach not only satisfies the constraints but also reduces the total cost of water withdrawal by 5% from 598 million Tomans in the present plan to 572 million Tomans in the optimum plan. Sensitivity analyses indicates that results are not significantly sensitive to changes in aquifer’s hydraulic conductivity, while the maximum pumping rate directly affects the number of required wells and can therefore make a considerable change in the final cost.
    Keywords: Pumping wells, Optimum design of placement, pumping rate, Simulation, optimization, MODFLOW, PSO
  • محمدرضا علیزاده، محمدرضا نیکو، غلامرضا رخشندرو
    در دهه های اخیر استفاده از مدل های رفع اختلاف در زمینه مدیریت منابع آب از جمله آب های زیرزمینی به عنوان راه حلی مناسب برای لحاظ تضاد ها و تعاملات بین ذی نفعان درگیر و در نتیجه رسیدن به راه حل های بهینه قابل اجرا، رواج چشمگیری داشته است. در این تحقیق، با استفاده از تلفیق مدل های شبیه ساز - بهینه سازی بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و مدل های چانه زنی بازگشتی، ضمن توجه به مطلوبیت های طرف های درگیر و معیارهای اجتماعی از جمله عدالت، بهترین سیاست های تخصیص تعیین شده است. برای تعیین منحنی تعامل بین اهداف متضاد، مدل بهینه ساز چند هدفه NSGA-II با فرامدل شبیه ساز M5P که با سری اطلاعات ورودی-خروجی حاصله از اجرای مکرر مدل MODFLOW آموزش و صحت سنجی شده، تلفیق گردید. از روش مونت کارلو برای تولید پایگاه داده جهت آموزش و صحت سنجی فرامدل به ازای مقادیر مختلف پمپاژ استفاده شد. به دلیل ماهیت چندهدفه بودن مساله حاضر، مدل های چانه زنی بازگشتی برای انتخاب نقطه مورد توافق روی منحنی تعامل بین اهداف به کار رفته است. کارآیی ساختار پیشنهادی با استفاده از اطلاعات آبخوان دشت داریان در استان فارس، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان می دهد اعمال سیاست بهینه تخصیص حاصل از مدل چانه زنی بازگشتی با هم آرایی موجب کاهش %54 برداشت از آبخوان و افزایش 2/4 متری سطح تراز آبخوان می شود.
    کلید واژگان: مدیریت منابع آب، چانه زنی بازگشتی، مدل بهینه سازی چندهدفه NSGA، II، فرامدل شبیه ساز M5P، MODFLOW
    M.R. Alizadeh, M.R. Nikoo, Gh.R. Rakhshandehrou
    In last few decades conflict-resolution models are being increasingly used in water resource management for cases such as the groundwater problems as an appropriate approach to consider the oppositions and trade-offs between the stakeholders involved in the conflict and to reach to an applicable optimal resolution. In this paper, by integrating simulation-optimization models of groundwater exploitation and bargaining methods, the optimal allocation scenarios are derived taking into account the preferences of the stakeholders and social criteria such as justice. Trade-off Pareto front between the rival objectives was computed through linking the NSGA-II multi-objective optimization model and M5P meta model which was trained and validated based on MODFLOW simulation results. Monte-Carlo method was used to develop a database for training and validating meta models for different allocation scenarios. Considering multi-objective nature of the problem, the best solutions on Pareto fronts were selected using fallback bargaining models. The effectiveness of the proposed methodology was verified in a case study performed on Daryan aquifer, Fars province, Iran. Results indicated that the total groundwater withdrawal after applying the optimal scenarios of allocation was reduced approximately 56% which resulted in the mean water level uplift of 4.2 meters in the aquifer.
    Keywords: Water resources management, Fallback bargaining, NSGA, II optimization model, M5P simulation meta model, MODFLOW
  • ساغر خداداد مترجمی، شهرام شاه محمدی کلالق*
    اولین قدم برای بهبود نسبی مدیریت آبخوان ها، شناخت سفره های آب زیرزمینی است. شناخت کامل یک سفره آب زیرزمینی به ویژه در مناطقی با امکانات محدود مستلزم صرف زمان، هزینه بسیار زیاد و همچنین عملیاتی سنگین است. مدل های ریاضی شاید بهترین ابزار در این راستا باشند. در این پژوهش شبیه سازی دشت سلماس، واقع در غرب دریاچه ارومیه با وسعت 550 کیلومترمربع با استفاده از بسته نرم افزاری GMS7.1 و کد محاسباتی MODFLOW2000 در دو حالت ماندگار و غیر ماندگار انجام گرفت. سپس یافته ها برای یک سال (سال آبی 90-91) واسنجی، یک سال (سال آبی 91-92) صحت سنجی و دو سال پیش بینی ارائه شد. نتایج نشان داد که مدل توانایی شبیه سازی شرایط طبیعی سفره با خطای کم را دارد. بر اساس پیش بینی های صورت گرفته با استفاده از مدل، اگر روند کنونی تخلیه و تغذیه ادامه یابد، در بیشتر نقاط دشت می توان شاهد افت محسوس سطح آب بود.
    کلید واژگان: Modflow، واسنجی، صحت سنجی، افت سطح آب
    Saghar Khodadad, Motarjemi, Shahram Shahmohammadi, Kalalagh*
    The first step in relative improving of groundwater management is the recognition of aquifers. Having a complete knowledge of an aquifer، especially on areas with a lack of facilities، requires time، cost، and accurate fieldwork. Mathematical models might be the best tool for reaching this goal. In this research، simulation of the Salmas plain aquifer، which is located in west side of Urmia Lake with an area of around 550 Km2، has been held for both steady-state and nonsteady-state by using GMS7. 1 software pack and MODFLOW2000 calculating code. Then findings are presented for a period of one year of calibration (2009-2010) and validation (2010-2011)، and forecasting for a period of two years. Results showed that the model is able to reflect the actual conditions of the aquifer with minimum errors. Based on the model''s predictions، if the current trend of draining and sinking continues، the water table will significantly decline in the most areas.
    Keywords: Modflow, Calibration, Validation, Declining Water Table
  • آزاده احمدی*، نیما زاده وکیلی، حمیدرضا صفوی، سیدعلی اوهب یزدی
    با توجه به مسئله بحران آب و توزیع غیر یکنواخت آن از لحاظ مکانی و زمانی، استفاده تلفیقی بهینه از منابع آب های سطحی و زیرزمینی و برداشت متعادل از دو منبع سطحی و زیرزمینی، امری ضروری است. با توجه به توسعه مدل WEAP به عنوان ابزاری برای برنامه ریزی انعطاف پذیر، جامع و شفاف در ارزیابی شرایط مختلف بلند مدت حوضه از این مدل به منظور شبیه سازی منابع آب حوضه و توسعه سناریوهای مختلف بهره برداری از منابع آب استفاده شده است. جهت شبیه سازی آبخوان های منطقه از مدل MODFLOW استفاده گردید. در گام بعدی جهت در جهت ارزیابی اثرات سیاست های تلفیقی آب های سطحی و زیرزمینی، مدل MODFLOW در مدل WEAP فراخوانی شده و بوسیله یک ارتباط پویا بین دو مدل، مدل WEAP-MODFLOW تشکیل شد. سپس اثر سناریوهای مختلف مدیریتی، بر میزان تامین نیازهای شرب، صنعت، کشاورزی و زیست محیطی منطقه و سطح ایستابی در آبخوان بررسی شده است. نتایج مدل تدوین شده نشان می دهد که در نظرگرفتن شرایطی از جمله مدیریت مصرف از طریق اصلاح الگوی مصرف، اجرای طرحهای توسعه و محدودیت توسعه کشاورزی امکان بهره مندی بلند مدت از آبخوان های محدوده به عنوان منبع مطمئن و مکمل آب سطحی و همچنین بهبود وضعیت آبخوان ها را در پی خواهد داشت.
    کلید واژگان: شبیه سازی حوضه آبریز، مدل آبهای زیرزمینی، بهره برداری تلفیقی آبهای سطحی و زیرزمینی، MODFLOW، WEAP
    A. Ahmadi*, N. Zadehvakili, H.R. Safavi, S.A. Ohab Yazdi
    Due to the water crisis and its non-uniform spatial and temporal distribution, it is essential to consider the conjunctive use of surface and groundwater resources. Considering the capability of WEAP model as a flexible, comprehensive, and transparent tool for assessing long-term conditions of the river-basin systems, it is utilized for simulating Zayandehroud water resources and developing different scenarios. Also MODFLOW model is used to simulate the aquifer system in this basin. In order to assess the imapcts of conjunctive use of surface and ground water resources, the developed MODFLOW model is imported into the WEAP model and WEAP-MODFLOW model is generated through a dynamic link. The impacts of different management scenarios on domestic, industrial, agricultural, and environmental water demands as well as the groundwater table are evaluated. The results showed that the demand management through modifying consumption patterns, executing water development projects, and constraining the agricultural development can offer the aquifers as long lasting and reliable water resources. Improving aquifer’s condition is also achieved acoordingly.
    Keywords: River basin simulation, Groundwater model, Surface, groundwater conjunctive use, WEAP, MODFLOW
  • سجاد رحمانی*، محمد مهدی احمدی، کورش قادری
    با افزایش تقاضای آب بالاخص در مناطق خشک، منابع آبی مناسب جدیدی باید تعریف شود. تغذیه مصنوعی آبخوان با پساب یک راه حل کاربردی و مقرون به صرفه جهت تامین آب می باشد. هدف تغذیه مصنوعی افزایس حجم و ذخیره آب در آبخوان به جهت مصرف آتی می باشد. پساب در ابتدا برای مصرف در موارد غیرشرب مورد استفاده قرار می گرفته است اما تحت شرایط تنش استفاده از آن برای شرب احتمالا شدنی خواهد گردید. بهبود کیفیت پساب حین نفوذ به درون زمین و انتقال از طریق جریان آب زیرزمینی چشمگیر بوده و در مجموع به آن سالم سازی خاک – آبخوان اطلاق می شود. برای تامین اهداف موردنظر، عملیات دفع پساب بایستی با درنظر گرفتن ملاحظات مالی، کیفی و زیست محیطی مدیریت گردد. در این مقاله مدل بهینه سازی-شبیه سازی برای بهینه سازی تغذیه مصنوعی آبخوان با استفاده از پساب توسعه داده شده است که ملاحظات کمی و کیفی را در نظر می گیرد. در این مدل از الگوریتم تکاملی کمپلکس های مختلط (SCE) بعنوان ابزار بهینه سازی بهمراه مدل های شبیه سازی MODFLOW و MT3DMS برای بیان حرکت و کیفیت پساب، استفاده شده است. کارایی مدل با کاربرد آن در مدیریت تغذیه پساب یک مجتمع بررسی و اثبات شده است.
    کلید واژگان: بهینه سازی، شبیه سازی آب زیرزمینی، تغذیه مصنوعی، الگوریتم تکامل رقابتی جوامع، MODFLOW، MT3DMS
    S. Rahmani*, M. M. Ahmadi, K. Qaderi
    In areas with limited water resources, the increases in water demands calls for alternative water sources. For such area one supply augmentation practice is the artificial groundwater recharge using wastewater effluent. The resulting reclaimed water is used primarily for non-potable purposes but under increasing stresses shifting to potable uses is also likely to happen. During recharge through the vadose zone and transport through the groundwater aquifer, the quality of water improves that are collectively described as Soil Aquifer Treatment (SAT). In this paper, a SAT management model is developed that considers monetary, water quality, and environmental concerns. Within the SAT model, the shuffled complex evolution algorithm (SCE) is used as the optimization tool. In this application, SCE is integrated with the simulation models (MODFLOW, MT3DMS) to represent movement and quality transformation. One steady state case on a general hypothetical aquifer were examined using the management model.
    Keywords: Optimization, Ground water simulation, MODFLOW, MT3DMS, SCE, Artificial groundwater recharge
  • حمید سعیدی*، اکبر باغوند، محمدحسین نیک سخن، ابوالفضل اکبرپور، صادق صادقی طبس
    آب های زیرزمینی همواره به عنوان یکی از منابع عمده تامین آب شرب و کشاورزی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مطرح بوده اند. بر این اساس پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی می تواند به برنامه ریزی و تصمیم گیری های بعدی برای تامین آب مورد نیاز کمک کند. در این تحقیق، یک مدل شبیه ساز آب های زیرزمینی با امکان دسترسی به کد برنامه، در نرم افزار MATLAB ارائه شده است. استفاده از مدل ارائه شده سبب ایجاد انعطاف پذیری بیشتر در شبیه سازی جریان آب زیرزمینی نسبت به سایر روش های شبیه سازی آب زیرزمینی می شود. مدل مذکور برای شبیه سازی آبخوان دشت بیرجند مورد استفاده قرار گرفت. مدل سازی در شرایط ماندگار، برای مهر 1389 و در شرایط غیرماندگار، برای یک دوره یک ساله (سال آبی 90-1389) با 12 دوره تنش ماهیانه انجام گرفت. نتایج نشان داد ارتفاع سطح آب زیرزمینی از شرق به غرب و جنوب غربی آبخوان، کاهش می یابد. همچنین با مقایسه سطح آب زیرزمینی در ابتدا و انتهای دوره شبیه سازی، مشاهده شد که سطح آب زیرزمینی در طول دوره شبیه سازی افت مرده و مقدار افت سطح آب، در منطقه غربی آبخوان نسبت به سایر مناطق بیشتر است. این موضوع می تواند به دلیل تغذیه نشدن و خروج طبیعی سفره از خروجی دشت در این بخش از منطقه رخ داده باشد.
    کلید واژگان: مدل شبیه ساز آب زیرزمینی، دشت بیرجند، MODFLOW، MATLAB
    Hamid Saeedi*, Akbar Baqvand, Mohammad Hosein Niksokhan, Abolfazl Akbarpour, Sadeq Sadeqi Tabas
    Groundwater is considered as one of the main sources of drinking and agricultural water supply particularly in arid and semiarid regions. According to this، prediction of groundwater level fluctuations can contribute to future planning and decisions for water supply. In this study، a groundwater simulation model with access to the programming code has been presented in the MATLAB software. Using the proposed model leads to creating more flexibility in groundwater flow simulation comparing to other methods for groundwater simulation. Above model was used to simulate Birjand aquifer. Modelling was performed for steady conditions in the October 2010 and for unsteady conditions in a period of one year (water year 2010-2011) with the 12 monthly stress periods. The results indicated that the groundwater level declines from East to West and Southwest. Also، by comparing the groundwater level at the beginning and the end of the simulation period we observed that the groundwater level drawdown during the simulation period whose amount was higher in the western zone of the aquifer comparing to other areas. This could be due to no recharge and the natural drains in plain output in this part of the aquifer.
    Keywords: Groundwater Simulation Model, Birjand Plain, MODFLOW, MATLAB
  • ضرغام محمدی، رضا عسکری، زهرا وصالی، فرشاد کشاورز*
    آب زیرزمینی یکی از بهترین منابع تامین آب شیرین مورد نیاز انسان است. افزایش جمعیت و بهره برداری بیش ازحد از سفره های آب زیرزمینی و فعالیت های انسانی از قبیل کشاورزی، صنعتی و شهری، آلاینده های مختلفی را به سفره های آب زیرزمینی تحمیل می کند. بنابراین حفاظت کیفی آب های زیرزمینی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این راستا، در این مطالعه ابتدا مدل کمی دشت ارسنجان و توابع آن (MODFLOW) ساخته شد و پس از واسنجی و صحت سنجی پارامترهای هیدرولیکی دشت، شبیه سازی پارامتر کیفی شاخص آب زیرزمینی (یون کلر) در منطقه باکمک مدل انتقال آلودگی MT3DMS صورت پذیرفت. نتایج برای چاه های آب شرب قدمگاه 1 و 2، حاکی از آن است که چنانچه منشا فرضی آلودگی، مقدار 5000 میلی گرم در لیتر کلر آزاد کند و منشا در فاصله 1655 متری این چاه ها قرار داشته باشد، اولین تماس ابر آلودگی با این چاه ها به فاصله زمانی 151 روز و با غلظت متوسط 240 میلی گرم در لیتر به چاه های قدمگاه 1 و 2 می رسد.
    کلید واژگان: آب زیرزمینی، توابع ارسنجان، مدل کیفی، MODFLOW، MT3DMS
    Zarqam Mohammadi, Reza Askari, Zahra Vesali, Farshad Keshavarz*
    Groundwater is one of the best sources of fresh water for meeting human’s needs. Population growth and overexploitation of groundwater aquifers and some human activities such as agriculture and industrial activities have imposed urban pollutions on groundwater aquifers. Therefore, it is important to preserve the groundwater quality. In this regard, the first quantitative model of Arsanjan environs (MODFLOW) will be made in this study and after the calibration and verification of hydraulic parameters of the plain, the quality factor of groundwater in this area (Cl-) was simulated by pollution transport models (MT3DMS). The results for the Qadamgah wells 1 and 2 showed that if the origin of the supposed contamination release 5000 mg/l chlorine and the origin is 1655 meters away from wells, the first contact of cloud contamination of this wells would take pace in 151 days and could be reached with an average concentration of 240 mg/l to Qadamgah wells 1 and 2.
    Keywords: Groundwater, Arsanjan Environs, Quality Model, MODFLOW, MT3DMS
  • سمیه جنت رستمی*، مجید خلقی، کورش محمدی
    محدودیت منابع آب سطحی و افزایش بی رویه جمعیت در چند دهه اخیر باعث وارد آمدن فشار مضاعف بر آبخوان ها و خسارات خسارت های جبران ناپذیری به منابع طبیعی کشور شده است،. جهت جلوگیری از فاجعه به وجود آمده بایستی مدیریت بهینه بهره برداری از آب های زیرزمینی به عنوان یک اصل و پایه در برنامه ریزی های کوتاه مدت و بلند مدت مورد توجه قرار گیرد. با اینکه محققان زیادی در مدیریت سفره های آب زیرزمینی از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی استفاده نموده اند، اما هنوز نرم افزار کاملی برای آن وجود ندارد. در این تحقیق رابط گرافیکی تحت عنوان مدل گرافیکی مدیریت آب زیرزمینی، GGWM، که براساس دو مدلMODFLOW-2000 و GWM نوشته شده است، ارائه گردید. در مرحله بعد، کد تهیه شده در سیستم واقعی، آبخوان دشت شهرکرد به کار گرفته شد. با توجه به روند افزایشی میزان افت سطح آب زیرزمینی در این منطقه، سعی گردید مدل بهینه مدیریتی تهیه شده در این مطالعه، در راستای توسعه پایدار باشد. نتایج به دست آمده، نشان داد که در آبخوان شهرکرد می توان با مدیریت برداشت از چاه های کشاورزی واقع در سطح دشت و تامین نیازهای منطقه، میزان افت سطح ایستابی را 10 درصد نسبت به حالت فعلی بهبود بخشید، که حاکی از موفقیت مدل در سیستم واقعی می باشد.
    کلید واژگان: آب های زیرزمینی، آبخوان شهرکرد، شبیه سازی، بهینه سازی، GGWM، GWM، MODFLOW، 2000
    S. Janatrostami*, M. Kholghi, K. Mohammadi
    Limited surface water resources and enormous population growth in recent decades have resulted in groundwater overexploitation and damage to natural resources in Iran. Optimum groundwater resources management should be considered as the key issue and a basis in short and long term planning in order to stop further damages. Though the simulation-optimization approach has been widely used in groundwater resources management researches, there is still no comprehensive software to address all the aspects. In this research, a graphical interface, Graphical Ground Water Management (GGWM), was developed based on MODFLOW-2000 and GWM softwares. The developed model was applied in a case study for Shahr-e-kord plain aquifer. Considering the progressive water table drop in the area, the main goal of the model was to find a sustainable solution. The model were verified in the real case and the results showed that by withdrawal management in agricultural wells, it is possible to improve the water table drawdown by 10% compared to the current condition.
    Keywords: Groundwater, Shahr, e, kord aquifer, Simulation, Optimization, GGWM, GWM, MODFLOW, 2000
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال