فهرست مطالب

  • سال چهارم شماره 1 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمد نخعی*، الهام حسن نیا صفحات 1-13
    ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان مهم ترین اطلاعات هیدروژئولوژیکی جهت توصیف ویژگی های هر آبخوانی هستند و انجام اکثر پروژه ها و طرح های پژوهشی و اجرایی در هر آبخوانی وابسته به وجود ضرایب هیدرودینامیک دقیق و صحیح می باشد. در این تحقیق ضمن مطالعه کمی منابع آب زیرزمینی دشت اوان مدل استنتاج فازی برای تعیین ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان تهیه شد. این ضرایب عبارت اند از قابلیت انتقال پذیری (T)، ضریب ذخیره (S) و ضریب هدایت هیدرولیکی (K) که یکی از راه های تعیین این پارامترها انجام آزمایش پمپاژ است که معمولا بسیار پرهزینه بوده و انجام آن در اکثر مناطق، به ویژه مناطق خشک (به سبب افزایش عمق حفاری)، با محدودیت های زیادی مواجه است. منطق فازی بهترین وسیله جایگزین برای مدل سازی سیستم هایی است که دارای پیچیدگی زیاد بوده و داده های کافی از آن موجود نیست و یا اطلاعاتی که در مورد آن ها در اختیار می باشد مبهم و غیرصریح است. منطق فازی نیازی به ورودی های دقیق ندارد و به طور ماندگار به کارش ادامه می دهد و می تواند هر تعداد معقولی از ورودی ها را پردازش کند اما پیچیدگی سیستم با ورودی ها و خروجی های بیشتر به سرعت افزایش می یابد و پردازشگرهای توزیع شده باعث آسان شدن عملیات می گردند. در این تحقیق با بررسی لاگ های حفاری و آزمون های پمپاژ و همچنین جنس رسوبات پس از فازی سازی داده ها و ایجاد مدل استنتاج فازی، ضرایب هیدرودینامیکی منطقه در نقاط نامشخص به دست آمد. یکی دیگر از اهداف این تحقیق بررسی تغییرات مقادیر ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان درگذر زمان است که از این طریق می توان به هدف اصلی یعنی پیش بینی این اطلاعات در نقاط نامشخص دست یافت. پارامترهای هیدرودینامیکی می توانند نسبت به زمان و مکان تغییر نمایند. تغییرات مکانی ناشی از تغییرات زمین شناسی محیط است، درصورتی که تغییرات زمانی آن ناشی از اثر تغذیه، تخلیه و تراکم می باشد.
    کلیدواژگان: دشت اوان، فازی، ضریب انتقال، ضریب ذخیره، لاگ حفاری
  • حسن روحی، نصرالله کلانتری* صفحات 14-25
    بهترین روش برای مطالعه و بررسی آبخوان های کارستی، پایش و آنالیز هیدروگراف چشمه های آن ها می باشد. نتایج حاصل از این مطالعات می تواند در شناخت و مدیریت این منابع ارزشمند کمک قابل ملاحظه ای نماید. هدف اصلی این مطالعه تعیین خصوصیات آبخوان های کارستی دو چشمه برم جمال و پوتو در تاقدیس کوه سفید واقع در جنوب شرقی استان خوزستان، با استفاده از آنالیز چند ساله هیدروگراف است. داده های دبی-اشل چند سال متوالی به منظور تعیین ضرایب فرود، حجم جریان های سریع و پایه و شناخت خصوصیات هیدروژئولوژیکی آبخوان های تغذیه کننده هر کدام از چشمه ها  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مخازن کارستی تشکیل شده در تاقدیس کوه سفید رفتارهای هیدرولیکی متفاوتی را نشان دهند. بررسی ضرایب فرود چشمه برم جمال نشان می دهد که دو نوع جریان شامل جریان مجرایی و انتشاری- ماتریکسی آبدهی چشمه را کنترل می کند و جریان انتشاری-ماتریکسی بر جریان مجرایی آن غلبه دارد. در حالی که برای چشمه پوتو جریان مجرایی غالب است که یک حد آستانه را نشان می دهد. همچنین بررسی هیدروگراف چشمه ها نشان می دهند که دوره های چند ساله بارندگی و خشک سالی بر افزایش و کاهش حجم ذخیره آبخوان چشمه برم جمال بطور قابل ملاحظه ای موثر بوده اند و سبب افزایش و کاهش قابل ملاحظه دبی پایه چشمه در سال های آتی شده اند؛ اما در مورد چشمه پوتو به دلیل جریان کانالی و تخلیه سریع، دوره های چندساله ترسالی اثر زیادی در افزایش ذخیره مخزن نداشته است. بنابراین، چشمه برم جمال به واسطه دبی بیشتر و زمان تخلیه طولانی تر نسبت به چشمه پوتو، از نظر تامین آب در فصل خشک و دوره های خشک سالی قابلیت اطمینان بیشتری دارد. علاوه بر آن، نتایج این پژوهش رفتار نادر رژیم تخلیه چشمه پوتو را مشخص می نماید.
    کلیدواژگان: چشمه برم جمال، چشمه پوتو، کارست، منحنی فروکش، هیدروگراف چندساله
  • امیر شمشکی، غلام حسین کرمی* صفحات 26-41

    در سال های اخیر، آب دریاچه ارومیه به شدت خشک شده و شوری آن به میزان چشمگیری افزایش یافته است. دلایل مختلفی برای علت این پدیده بیان گردیده است. حتی در نحوه و میزان نقش مستقیم و یا غیرمستقیم آب زیرزمینی در مقایسه با آب های سطحی اختلاف وجود دارد. لذا در این پژوهش با هدف شناسایی نحوه اندرکنش آب های زیرزمینی و سطحی منطقه ساحل جنوب شرقی این دریاچه به عنوان مهم ترین جبهه ورودی آب های سطحی به دریاچه، تغییرات زمانی و مکانی جریان آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی با استفاده از نقشه تراز آب زیرزمینی در اردیبهشت ماه سال 1387، 1392 و 1395 و همچنین نقشه قابلیت انتقال آب زیرزمینی، میزان جریان های ورودی و خروجی آب زیرزمینی با استفاده از تغییرات شیب هیدرولیکی آب زیرزمینی انجام پذیرفت. همچنین از پنج برش عرضی شامل اطلاعات تراز و شیب آب زیرزمینی در زمان های مورد نظر و همچنین اطلاعات جنس و نوع نهشته های رسوبی استفاده گردید. در این پژوهش مشخص شد که جریان های ورودی و خروجی آب زیرزمینی نقش مهمی در تامین منابع آب زیرزمینی منطقه ندارند. بنابراین، افت های شدید و محلی در تراز آب زیرزمینی ناشی از اضافه برداشت و همچنین تغییر در حجم و نحوه توزیع منابع آب سطحی، نقش بسیار مهمی در تغییرات جهت و شیب جریان های آب زیرزمینی ایفا می کند. خطر نفوذ آب شور از سمت ساحل دریاچه به سمت نواحی که دارای افت شدید در تراز آب زیرزمینی می باشند، وجود دارد. در برخی نواحی به ویژه نواحی جنوبی، وجود سدهای زیرزمینی از جنس نهشته های رسی با حالت مومسانی بسیار زیاد، مانع از نفوذ آب شور به نواحی داخل خشکی می شود. در این تحقیق، سهم آب های زیرزمینی در مقایسه با جریان های سطحی آب، در تامین آب محدوده دریاچه ارومیه از سمت جبهه جنوب شرقی فقط حدود 0/9 درصد تعیین گردید.

    کلیدواژگان: دریاچه ارومیه، تغییرات زمانی و مکانی، شیب هیدرولیکی، سهم آب زیرزمینی
  • سعید خدابخش*، شیما کبیری، مینا افشارنیا صفحات 42-53
    ارزیابی کیفیت آب بر مبنای مجموعه ای از شاخص های فیزیکی، شیمیایی، زیستی و رادیواکتیو انجام می گیرد و اهمیت زیادی برای مصارف انسانی آن دارد. یکی از شاخص های کیفی شیمیایی آب، شوری (غلظت کل نمک های محلول در آب) است. عامل شور کننده آب ممکن است منشا طبیعی یا انسان زاد داشته باشد. یکی از عوامل شوری منابع آب با منشا طبیعی، وجود لایه های تبخیری در حوضه های آبریز رودخانه ها است. این پژوهش با هدف بررسی عوامل زمین شناسی موثر در شوری منابع آب سطحی و زیرزمینی حوضه رودخانه خررود انجام شده است. مساحت کل این حوضه 5500 کیلومترمربع می باشد که 4130 کیلومتر آن در استان قزوین واقع شده است. تراز این حوضه بین 1200-1680 متر بالاتر از سطح دریاهای آزاد می باشد و در زون ساختاری ایران مرکزی قرار گرفته است. بررسی های میدانی و آزمایش های فیزیکوشیمیایی (کیفی) بر روی بازه ی باختری این حوضه (از اولین سرشاخه رودخانه در استان زنجان تا آبگرم) انجام شده است. نمونه های آب در دو دوره خشک و مرطوب سال آبی 93-92 برداشت شده اند. نتایج نشان می دهند سنگ های میوسن با لیتولوژی گل سنگ با بین لایه های ماسه سنگ و لایه های تبخیری (هالیت و ژیپس) بیش ترین اثر را در شوری منابع آب داشته اند. فراوان ترین کاتیون و آنیون در آب رودخانه، به ترتیب سدیم و کلر (تیپ کلروره-سدیک)، می باشند. میزان شوری آب رودخانه در بخش میانی محدوده مطالعه به شدت افزایش و سپس به تدریج به سوی خاور کاهش می یابد. میزان غلظت کل نمک های آب زیرزمینی نسبتا ثابت است. این میزان (و نیز ضریب هدایت الکتریکی آب زیرزمینی) به تدریج از حاشیه ی شمال باختری به سوی جنوب خاوری حوضه کاهش می یابد. بیش ترین میزان نمک محلول آب رودخانه  در ایستگاه های داخرجین، اروان و معدن نمک شوراب (به ترتیب، 53 ، 45 و 47 گرم در لیتر) اندازه گیری شده است.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، رودخانه خررود، شوری، کیفیت آب
  • فرزاد اکبری*، رحیم باقری، آرش ندری صفحات 54-69
    تالاب دائمی برم شور در استان خوزستان در مجاورت سازند تبخیری گچساران به صورت یک حوضه آبگیر بسته تشکیل شده است. هدف از این پژوهش، پایش کیفی و ارزیابی هیدروژئوشیمی تالاب طی دو دوره آماری فروردین و شهریور می باشد. به منظور انجام تحقیق نمونه هایی از آبراهه ورودی سازند گچساران، سطح تالاب و عمق های مختلف (1 تا 3 متر) به منظور ارزیابی غلظت عناصر اصلی و فلزات سنگین طی دو دوره آماری برداشت شد. تغییرات هدایت الکتریکی نمونه های آبراهه ورودی به تالاب از s/cmµ920 در بالاترین نقطه آبراهه تاs/cmµ 1530 ورودی تالاب متغیر می باشد که این مقدار به حداکثرs/cmµ4290 در شهریور افزایش می یابد. تیپ آب همه نمونه های سطحی، عمق و آبراهه ورودی در هر دو دوره آماری سولفاته کلسیک می باشد که حاصل انحلال ژیپس در اطراف تالاب و تبخیر شدید در منطقه است. همبستگی خوبی بین شاخص اشباع کلسیت، دولومیت و ژیپس در مقابل آنیون سولفات در دوره آماری فروردین ماه وجود دارد درحالی که در مقابل و در دوره آماری شهریور ماه بین شاخص های اشباع و آنیون سولفات همبستگی پایینی وجود دارد که نشان می دهد علاوه بر انحلال ژیپس، تبخیر نیز در تغییرات شاخص اشباع این کانی ها اثرگذار است. مهم ترین فرآیند موثر در ترکیب شیمیایی آب تالاب در اکثر نمونه ها بر اساس نمودار گیبس، واکنش متقابل آب و سنگ است. مقدار غلظت فلزات سنگین تالاب در 6 نقطه اندازه گیری به صورتZn>Pb>Fe>As  می باشد. غلظت عناصر Pb،As ،Zn  در تمام نمونه ها در مقایسه با استاندارد WHO بیشتر اما در مقایسه با حد مجاز استاندارد FAO مناسب می باشد.
    کلیدواژگان: تالاب برم شور- هیدروژئوشیمی، فلزات سنگین- گچساران
  • سمیه امامی*، یحیی چوپان صفحات 70-79
    پدیده فرسایش و انتقال رسوب از پیچیده ترین مسائل هیدرودینامیکی است که تعیین دقیق معادلات حاکم بر آن به دلیل تاثیر پارامترهای مختلف، به آسانی میسر نیست. حوضه های جنوب شرقی دریاچه ارومیه به علت برخورداری از شرایط هیدرولوژیکی خاص، از میزان بالای تولید رسوب برخوردار می باشند. هدف از انجام این تحقیق به کارگیری و مقایسه الگوریتم های رقابت استعماری و  ژنتیک در تخمین بار معلق رسوبی روزانه رودخانه زرینه رود می باشد. به این منظور داده های دبی روزانه و  بار معلق رسوبی ایستگاه رسوبی واقع در رودخانه زرینه رود برای سال های 1386 و 1392 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از دو روش پیشنهادی با مقادیر واقعی رسوب مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از اجرای الگوریتم های رقابت استعماری و ژنتیک مقدار مجذور مربعات خطا (RMSE)، به ترتیب (mg/L) 237 و (mg/L) 229  می باشد. هم چنین مقادیر ضریب تبیین (R2)، در مرحله صحت سنجی نیز برای الگوریتم رقابت استعماری و ژنتیک به ترتیب 889/0و 835/0 بوده است. نتایج حاصل از این تحقیق، انعطاف پذیری، توانایی و دقت بالای الگوریتم رقابت استعماری  را در مقایسه با نتایج روش الگوریتم ژنتیک به اثبات می رساند.
    کلیدواژگان: الگوریتم رقابت استعماری، رسوب، بار معلق، زرینهرود
  • سید غفور علوی*، حسین ناصری، مهناز جمادی، سهیل پرخیال صفحات 80-96
    منبع زمین گرمایی شمال غرب سبلان به علت قرار داشتن در محدوده ی آتشفشان های فعال عهد حاضر، وجود منبع گرمایی در عمق چند هزار متری و دارا بودن دمای مخزن بالای150 درجه سانتی گراد (تقریبا 240 درجه سانتی گراد) و تزریق ماگما به زیر لایه های زیر مخزن در دسته ی سیستم های زمین گرمایی همرفتی دارای آنتالپی زیاد که از لحاظ فاز مایع نسبت به فاز بخار غالب است، قرار می گیرد. از لحاظ ترکیب چشمه های مشکین شهر بیش تر در محدوده ی آب های دارای ترکیب سدیم - کلرید، سدیم- بی کربنات و سدیم- سولفات قرار می گیرند و سیالات چاه های اکتشافی در محدوده ی سدیم- کلرید قرار می گیرند در این مطالعه از چاه های اکتشافی حفر شده در سایت بهره برداری از انرژی گرمابی واقع در شمال غرب سبلان (NWS-1, NWS-3,NWS-4) نمونه برداری و ترکیب شیمیایی و ایزوتوپی این نمونه ها ارزیابی شده است. آب های مشکین شهر در زیر خط تعادل بخشی در محدوده ی آب های ایممچور در گوشه ی Mg و سیالات چاه ها نزدیک به خط تعادل کامل قرار گرفته اند. آب ها (ایممچور) دمای تقریبی در حدود 250 درجه ی سانتی گراد و سیالات چاه ها دمایی در حدود 280 درجه ی سانتی گراد برای مخزن ژئوترمال را نشان می دهند. با توجه به لیتولوژی منطقه مهم ترین روش شیمیایی برای ترمومتری آب های گرمابی در این ناحیه روش Na- K است، در چشمه های شمال غرب ژئوترمومترهای اندازه گیری شده به ترتیب دمایی در حدود 270-220،140-50، 230-30، 160-90 درجه ی سانتی گراد نشان می دهند. میزان تریتیوم در این سیالات نشان دهنده ی اختلاط با آب های زیرزمینی جوان است. رنج Dδ و 18Oδ برای چشمه های شمال غرب سبلان به ترتیب از 8- تا 13- و 85- تا 70- در هزار است. این آب ها در محدوده ی آب های متئوریتی قرار گرفته اند. با توجه به داده های 13Cδ حاصل از آنالیز CO2 جمع شده از سیالات منطقه به احتمال زیاد منشا CO2 آب های منطقه ی سبلان سنگ آهک است.
    کلیدواژگان: هیدروژئوشیمی، مخازن ژئوترمال، ایزوتوپ، سبلان، ایران
  • بهزاد سعیدی *، رضا سلیمانی صفحات 97-110

    دشت عجب شیر یکی از مناطق فعال کشاورزی شمال غرب کشور است که نیاز آبی آن از منابع آب زیرزمینی تامین می شود. آب های زیرزمینی اغلب دارای ترکیباتی از منشاء های مختلفی هستند. تعیین منشا املاح موجود در آب، در مواردی که احتمالا دو یا چند عامل همزمان در افزایش املاح تاثیرگذار هستند؛ می تواند در مدیریت و اتخاذ تدابیر لازم جهت حفاظت و بهره برداری از منابع آب موثر باشد. در این پژوهش، ترکیب شیمیایی آب، فرایندهای حاکم بر ژئوشیمی آن و منابع شوری آبخوان ساحلی دشت عجب شیر مورد ارزیابی قرار گرفته است. در راستای تفکیک خصوصیات هیدروژئوشیمیایی آبخوان، از منابع آب زیرزمینی نمونه برداری شده و مورد آنالیز شیمیایی قرار گرفت. نسبت های یونی محاسبه شده، همراه با نمودارهای ژئوشیمیایی ضمن تایید فعال بودن واکنش های تبخیر و تبلور و واکنش آب-سنگ در آبخوان، نشان دهنده تاثیر انحلال رسوبات تبخیری، فرایندهای تبادل یونی و تاثیر فعالیت های انسانی بر کیفیت آب زیرزمینی دشت عجب شیر است. بر اساس نتایج حاصل عواملی از جمله تبادل یونی، نفوذ آب شور از شورابه های تبخیری، پلایاهای امروزی، شسته شدن املاح از لایه های رسی_نمکی و تبخیر از منابع آب زیرزمینی انتهای دشت می تواند از دلایل شوری این آبخوان باشند. مدل عاملی به کار رفته برای 4 عامل و 12 متغیر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحلیل عاملی نشان دهنده آن است که این عامل ها حدود89% از کل میزان اشتراک را در بر دارند. به طوری که از این مقدار 46/35% به وسیله عامل یک، 25/65% توسط عامل دو، 17% توسط عامل سه و 11% به وسیله عامل چهار تبیین می شود.

    کلیدواژگان: عجب شیر، هیدروشیمی، تبخیر، تحلیل عاملی
  • امیر خسروی دهکردی، رسول میرعباسی *، حسین صمدی، احمدرضا قاسمی صفحات 112-125

    مدیریت منابع آب های زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش، خشکسالی های آب زیرزمینی دشت شهرکرد با استفاده از شاخص GRI مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، از آمار 32 چاه پیزومتری در دشت شهرکرد در دوره 31 ساله (94-1364) استفاده شد. برای پیش بینی مقادیر شاخص GRI در ماه های آتی در دشت شهرکرد از روش زنجیره مارکف با مرتبه های اول، دوم و سوم استفاده گردید و عملکرد روش زنجیره با روش جدول توافقی مورد ارزیابی قرار گرفت. بعد از تهیه جدول توافقی برای زنجیره مارکف مرتبه اول، دوم و سوم، مقادیر آماره های CSI، POD و FAR محاسبه شد. نتایج نشان داد که روش زنجیره مارکف در هر سه مرتبه از دقت خوبی در پیش بینی مقادیر شاخص GRI در یک، دو و سه ماه آینده برخوردار بوده است، لذا از آن می توان برای پیش بینی خشکسالی آب زیرزمینی دشت شهرکرد استفاده کرد. به طور کلی خشکسالی های شدیدی که در سال های اخیر به دلیل کاهش نزولات جوی رخ داده است، به همراه اضافه برداشت از چاه های موجود در دشت، منطقه را با بحران شدید کاهش سطح آب زیرزمینی مواجه کرده که کاهش کیفیت آب و فرونشست زمین را در پی دارد.

    کلیدواژگان: آبخوان شهرکرد، احتمال انتقال، خشکسالی آب زیرزمینی، زنجیره مارکف، شاخص GRI
  • نادیا شهرکی، محبوبه یونسی، عبدالله طاهری * صفحات 126-139

    پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی، جهت برنامه ریزی در مناطق خشک و نیمه خشک امری ضروری است. در این مطالعه برای پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی دو پیزومتر واقع در دشت کرمان از مدل های شبکه عصبی مصنوعی، سری زمانی آریما و رگرسیون خطی چند متغیره استفاده شد. برای دستیابی به این منظور از عمق آب زیرزمینی ماهانه پیزومترهای مذکور طی سال های 1392 -1381 استفاده گردید. نتایج بررسی حالت های مختلف مدل سری زمانی آریما نشان داد که مدل سری زمانی آریما (1و1و0) و (2و0و2) برای پیزومتر جنوب باغین و مدل سری زمانی آریما (1و1و1) و (0و0و2) برای پیزومتر اراضی فرودگاه بهترین برازش را با داده ها داشته است. در مدل های شبکه عصبی مصنوعی MLP و RBF مدل MLP با 2 و 4 لایه پنهان برای پیزومترهای جنوب باغین و مدل RBF با 8 و 10 لایه پنهان برای پیزومترهای اراضی فرودگاه بهترین برازش را با داده ها داشته اند. در مدل سازی با روش رگرسیون خطی چندمتغیره، برای هر دو پیزومتر بهترین روابط مدل رگرسیون خطی چندمتغیره به دست آمده نشان داد که رابطه رگرسیون خطی چندمتغیره عمق آب زیرزمینی ماه فعلی تابعی از عمق آب زیرزمینی یک ماه قبل است؛ به عبارت دیگر عمق آب زیرزمینی، بیشترین وابستگی را به عمق آب زیرزمینی ماه قبل دارد. نتایج آزمون معیار خطا و همچنین نتایج مقایسه مقادیر پیش بینی مدل های MLP، RBF ، ARIMA، و مدل رگرسیون خطی چند متغیره با مقادیر واقعی پیزومترها نشان داد، که پیش بینی عمق آب زیرزمینی به وسیله مدل رگرسیون خطی چندمتغیره از مدل های شبکه عصبی و سری زمانی آریما بهتر بوده است.

    کلیدواژگان: آریما، اراضی فرودگاه، جنوب باغین، رگرسیون خطی چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی
  • جواد حیدری*، منوچهر چیت سازان، سید یحیی میرزایی صفحات 140-152
    افزایش بی رویه جمعیت در سه دهه اخیر، محدودیت منابع آب های سطحی، فعالیت های کشاورزی، صنعتی، شهری و بهره برداری بیش ازاندازه از آبخوان ها باعث وارد آمدن خسارات جبران ناپذیری ازنظر کمی و کیفی به منابع آبی کشور ایران شده است. برای جلوگیری از ادامه افت کمی و کیفی، مدیریت بهره برداری و حفاظت از آب های زیرزمینی باید به عنوان یک اصل و پایه در برنامه ریزی های کشور قرار گیرد. مدیریت منابع آب زیرزمینی مستلزم شناخت کافی از سیستم آبخوان و نیز به کارگیری ابزاری است که بتواند عکس العمل تنش های مختلف کمی و کیفی وارده به آبخوان را در شرایط فعلی و آینده شبیه سازی کند. در این ارتباط با استفاده از مدل می توان شرایط واقعی در طبیعت را با دقت مناسبی شبیه سازی و به نتایج قابل قبولی دست یافت. محدوده مطالعاتی حوزه گاماسیاب در دشت صحنه-بیستون در شرق استان کرمانشاه واقع شده است. در این ناحیه تنها یک مورد تحقیق در بخش کوچکی از آبخوان انجام شده و شرایط حاکم بر سایر نواحی دشت مورد بررسی قرار نگرفته است. لذا در تحقیق حاضر وضعیت آبخوان و ارتباط آب های سطحی و زیرزمینی در تمامی پهنه آبخوان دشت صحنه-بیستون با استفاده از کد MODFLOW 2000 توسط نرم افزار GMS v10 شبیه سازی شد. نتایج به دست آمده از مدل نشان می دهد که بودجه آبی دشت صحنه-بیستون در سال آبی 88-87 منفی و برابر 81/22 میلیون مترمکعب در سال است. عمده ترین عامل تغذیه کننده آبخوان نیز تغذیه از رودخانه به میزان 88/24 میلیون مترمکعب در سال است و مهم ترین عامل تخلیه کننده آبخوان، پمپاژ از چاه های بهره برداری به میزان 04/36 میلیون مترمکعب در سال است. به نتایج مدل نشان می دهد که رودخانه گاماسیاب آبخوان را در دو ناحیه تغذیه می کند و در سایر نواحی آبخوان را تخلیه می کند. در مجموع 35/15 میلیون مترمکعب در سال توسط رودخانه آب از آبخوان تخلیه می شود.
    کلیدواژگان: بیلان بخشی، حوضه آبریز گاماسیاب، دشت صحنه-بیستون، شبیه سازی، مدل MODFLOW
  • مهدی کرد*، محمد نخعی، اصغر اصغری صفحات 153-167

    دشت اردبیل در شمال غرب ایران و در استان اردبیل قرار دارد. این دشت توسط ارتفاعاتی که بخشی از رشته کوه البرز هستند، احاطه شده و با وسعتی در حدود 990 کیلومتر مربع جمعیتی در حدود564000 نفر را در خود جا داده است. افزایش سریع تقاضای آب طی 25 سال گذشته در دشت اردبیل، منجر به بهره برداری زیاد آب زیر زمینی و در نتیجه افت سطح ایستابی به میزان بالغ بر 12 متر شده است. کاهش سطح آب زیر زمینی علاوه بر کاهش ذخیره آبخوان، می تواند صدمات جبران ناپذیری بر جا بگذارد. تنها در صورت مدیریت برداشت آب زیرزمینی این مسئله قابل کنترل خواهد بود. لذا هدف از این پژوهش، بهینه سازی برداشت آب از این آبخوان به منظور جلوگیری از افت بیشتر سطح ایستابی و در صورت امکان، جبران کاهش ذخیره آن است. در این پژوهش بر اساس پروتکل مدل سازی، ابتدا مدل مفهومی آبخوان دشت اردبیل تهیه گردید. بدین منظور پایگاه داده ای، شامل داده های کیفی و کمی در محیط ArcGIS تشکیل و روش های کریجینگ و منطق فازی برای تهیه انواع نقشه های پهنه بندی، به کار رفتند. پس از تعیین هندسه آبخوان، پارامتر های ورودی و خروجی، سیستم جریان آب زیر زمینی و پارامتر های هیدرولیکی، از کد Modflow 2005 به وسیله نرم افزار PMwin8، برای مدل سازی جریان آب زیر زمینی در آبخوان دشت اردبیل استفاده شد. بعد از مدل سازی جریان آب زیر زمینی، بر اساس مقدار افت، آبخوان دشت اردبیل به پانزده بخش، زون بندی و پس از بهینه سازی توسط نرم افزار PEST، مقادیر برداشت مجاز محاسبه شد. بر اساس نتایج به دست آمده برای تعادل بخشی سطح ایستابی آبخوان، بیشترین بهره برداری مربوط به شرق آبخوان و کمترین بهره برداری مربوط به مرکز دشت می باشد.

    کلیدواژگان: مدلسازی عددی، بهینه سازی، آبخوان دشت اردبیل، مدیریت آب زیرزمینی
|
  • Mohammad Nakhaei *, Elham Hassan Nia Pages 1-13
    Hydrodynamic coefficients of an aquifer are the most important hydrogeological information to describe its characteristics, and most of the research and implementation project depend on the existence of accurate hydrodynamic coefficients data. In this study, while quantitative study of groundwater resources of Evan Plain, the fuzzy inference model was developed to determine the hydrodynamic coefficients of the aquifer.These coefficients include transmissivity (T), storage coefficient (S), and hydraulic conductivity coefficient (K). One of the methods to determine these parameters is to perform a pumping test analysis, which is usually very costly in most areas, especially the arid regions due to increased drilling depth has many limitations.Another objective of this research is to investigate changes in hydrodynamic coefficients of the aquifer over time, which can be used to predict this information at unknown locations. Hydrodynamic parameters can change over time and place. Spatial variations are due to environmental changes. If the changes are due to the effect of recharge, discharge and compaction, this suggests that the use of a general function for the whole region cannot be a suitable method for estimating the parameters.The small difference between the values of the hydrodynamic coefficients estimated by the fuzzy method in comparison with the pumping method, which has an error of less than 0.07, indicates the high accuracy of this method. Using the fuzzy logic method in determining hydrodynamic coefficients can greatly reduce the cost of pumping tests. Therefore, the use of fuzzy inference method to determine and estimate hydrodynamic coefficients can be useful in unspecified regions.
    Keywords: Evan plain, Fuzzy, Transmissivity, Storage Coefficient, drilling log
  • Hassan Rouhi, Nasrallah Kalantari * Pages 14-25
    Monitoring and analysis of spring hydrograph is the best method to study of karstic reservoirs. The results can provide a significant insight to understand and management of these valuable resources. The main aim of this study is determine the characteristics of karstic aquifers from two spring, Barmejamal and Poto, located in south-east of Khuzestan province, using multi-year hydrograph analysis. The stage-discharge data from several consecutive years has been analyzed to determine the recession coefficients, the fraction of quick flow and base flow, and to identification the hydrogeological charactristics of the aquifers that feeding the springs. The results show that karst aquifers were formed in the Kuhe-safid anticline can exhibit different hydraulic behaviors. The analysis of recession coefficients reveals that the discharge of Barmejamal spring is controlling by two type of flow such as conduit flow and diffuse-matrix flow while the second is dominant. Whereas, for Poto spring the conduit flow with a threshold. In addition the hydrograph analysis show that the wet and droughts periods can considerably increase and decrease the Barmejamal spring aquifer storage, respectively. However, due to quick depletion, the wet periods will not increase the groundwater reserve of Poto spring aquifer. Consequently, in comparison to the Poto spring, the barmejamal spring is more reliable for water supply in dry and drought periods, because of highest amount and time of discharge. Furthermore, the results of this investigation reveal a scarce behavior for Poto spring discharge.
    Keywords: Barmejamal Spring, karst, multi-year hydrograph, Poto spring, recession curve
  • AMIR SHEMSHAKI, Gholam Hossein Karami * Pages 26-41

    In recent years, Urmia Lake has dried up and its salinity has increased significantly. There are various reasons for this phenomenon. There is even a difference in the manner and rate of direct or indirect role of groundwater compared to surface water. Therefore, in this study, in order to identify the interaction of groundwater and surface water in the southeastern coast of the lake as the most important input to the surface waters of the lake, the temporal and spatial variations of groundwater flow were investigated. This study was carried out using the groundwater level map in May 2008, 2013 and 2016, as well as the groundwater transmissivity map and the rate of groundwater inflow and outflow using groundwater gradient changes. In addition, five cross sections including groundwater leveling and slope information at the desired time, as well as type of sediment deposits were used. In this study, it was found that groundwater inflow and outflow do not play an important role in aquifer volume in the region. Therefore, severe and local groundwater withdrawal due to over pumping, as well as changes in the volume and distribution of surface water resources, play a very important role in changing the direction and gradient of groundwater flows. There is a risk of saline water intrusion to the aquifers where there is a severe withdrawal in groundwater. In some areas, especially in the southern regions, the presence of underground dams of clay deposits with very high plasticity prevents the saline water intrusion into inland areas.

    Keywords: Urmia lake, temporal, spatial deviation, hydraulic gradient, groundwater portion
  • Saeed Khodabakhsh *, Shima Kabiri, Mina Afsharnia Pages 42-53
    Evaluation of water quality is based on some chemical, physical, biological, and radiological characteristics of water and is of great importance for human utilities. One of the chemical characters of water is its salinity (total dissolved salts of water). It may have natural or antropogenic origin. A reason of high salinity of water resources is occurrence of evaporate layers in river watersheds. The aim of this research was investigation of the effect of geological formations on the water salinity of the Khar-Rud River basin. The total area of the basin is 5500 Km2 and 4130 Km2 of this area is located in Qazvin Province. The basin height is 1200- 1680 m above sea level; it is located in the Central Iran Structural Zone. Field studies and physicochemical analysis were done in the the western reach of the basin (from the first tributary in Zanjan Province to Abe-Garm).The results show the Miocene rocks (lithology: mudstone with sandstone and evaporate intercalations) are the main source of the dissolved salts of river water. Water samples were taken in wet and dry seasons of the 2013-14 hydrologic year. The most dominant cation and anion in the river water samples are sodium and chlorine (respectively, Na-Cl type). Salinity significantly increases in the middle segment of the river; it gradually decreases eastward. The groundwater salinity is almost constant. It (associated with the ground water electrical conductivity) gradually decreases eastward.Thehighest salt content of the river water was measured in Dakhrajin, Arvan and Shurab salt mine (53, 45 and 47 g/l, respectively).
    Keywords: Khar-Rud River, salinity, Water Quality
  • Farzad Akbari *, Rahim Bagheri, Arash Nadri Pages 54-69
    The Barme-e-Shoor permanent pond has formed on the Gachsaran evaporative formation in a closed water catchment area with standing water body during the whole year. The purpose of this study is to assess the pond water hydrogeochemical and quality properties during the months of March and August 2015. The water samples were taken starting from the main stream path on the Gachsaran Formation to its entrance point to the pond, and different locations and depths (1-3 m) inside the pond area to evaluate the concentration of the major elements and heavy metals during the two periods. The electrical conductivity (EC) of the water changes considerably from the value of 920 µs/cm in the farthest point on the stream, to the value of 2030 µs/cm at the stream entrance point to the pond, increasing to the maximum value of 4290 µs/cm inside the pond in September 2015. The water type of the all surface, deep and inlet water samples in the both periods is the calcium sulfate due to the dissolution of gypsum along the stream path, inside the pond and also severe evaporation in the region.There is a good correlation between calcite, dolomite and gypsum saturation indexes versus sulfate concentration during the March, while in contrast and in the September, there is a low correlation between saturation Indices and sulfate concentration, which conforms again the evaporation effects on the pond water hydrochemistry during the high temperature season. The Gibbs diagram showed that the water-rock interaction in the pond and stream path is the main hydrochemical process affecting the water body. The heavy metals concentration abundance relation in the pond is Zn> Pb> Fe> As at 6 sampling locations.The Zn, As, Pb concentration of the whole samples are above the WHO standard ranges but lower than the ranges of FAO standards.
    Keywords: Barme Shour, Hydrogeochemistery, Gachsaran
  • Somayeh Emami *, Yahya Choopan Pages 70-79
    Erosion phenomenon and sediment transition is one the most complex hydrodynamics problems, so simply it is not possible the exact determination of its governing equations. Southeast basins of Urmia lake consist of high sediment production, because of haring special hydrologic conditions. The purpose of this research is to use and compare of imperialist competitive and genetic algorithms in estimating of daily sediment suspended load in Zarrineh rood river. For this aim, the daily discharge data and sediment suspended load of the sedimentary station in Zarrineh rood river wase used for 2007 and 2013 years. The results of two purposed methods were compared with actual sediment values. The results of validity of the simulation with ICA model show that RMSE in testing sample for ICA and GA algorithms are 237 and 229, respectively. Also, R2 of validity for ICA and GA has been 0.889 and 0.835, respectively. The results of this study indicate flexibility, ability and high accuracy of the ICA compared with genetic algorithm (GA) is good.
    Keywords: Imperialist Competitive Algorithm, Sediment, Suspended Load, Zarrineh Rood River
  • Seyed Ghafour Alavi *, Hossein Naseri, Mahnaz Jamadi, Soheil Porkhial Pages 80-96
    The geothermal source of the northern West of Sabalan, due to its presence in the active volcanoes of the present century, has a thermal source at a depth of several thousand meters and has a reservoir temperature of 150 °C (approximately 240 °C) and injection of magma under the layers below the reservoir In the category of convective geothermal systems, it has a high enthalpy that predominates in terms of the liquid phase relative to the vapor phase. In this study, wells Sampling and chemical composition and isotopic composition of these samples have been evaluated on the site of hydrothermal energy utilization in Sabalan North-West (NWS-1, NWS-3, NWS-4). Meshkinshahr water under the line of equilibrium in the range of immature water in the corner of the Mg and the fluids of the wells is close to the line of full equilibrium. The water (immature) has an approximate temperature of 250 ° C and fluids in the wells at about 280 ° C for a geothermal reservoir. According to the lithology of the region, the most important chemical method for the thermometry of hydrothermal waters in this area is the Na- K method, in the northwest sources of geometric measurements, the temperature is about 270-220, 140, 50, 30-30, 160-90 Centigrade degree. Tritium levels in these fluids indicate mixing with young groundwater. The range of δD and δ18O for the springs north of Sabalan are from 8 to 13, and 85 to 70, respectively. These are in the range of methionine water. According to the δ13C data obtained from the analysis of CO2 collected from the region's fluids, it is likely that the CO2 originates from the Sabalan region of limestone.
    Keywords: Geothermal reservoirs, Hydrogeochemistry, Iran, Isotope, sabalan
  • Reza Soleymani, Behzad Saeedi * Pages 97-110

    Ajabashir plain is one of the active farming areas in the northwest of the country, which water needs are supplied from ground water resources. Groundwater often contains compounds of different origin. Determining the origin of water can be effective in managing and adopting measures to protect and exploit water resources in cases, where two or more simultaneous factors are likely to affect the increase of salts. In this research, the chemical composition of water, the processes governing its geochemistry and the sources of salinity of the aquifer of the Ajabshir plain aquifer have been evaluated. In order to distinguish hydrogeochemical characteristics of the aquifer, 27 samples were prepared from groundwater sources and analyzed. All evidence like certain ratios, hydrogeochemical graphs, saturation index and Compound Diagram of ionic ratios (Li+ / Cl-) vs. (Br- / Cl-) indicate the groundwater samples which originate from different sources as different clusters. Based on the results of the present study, likely the saltwater intrusion from the Urmia lake highly likely would be rejected and other factors like cation exchange, saltwater intrusion from the evaporate brines, contemporary playas, and also weathering, leaching of salty-clayey layers from northwest of aquifer adherent to South East of Lake Urmia, and groundwater evaporation at the end of the plain could be the main causes regarding to used techniques. The used model was examined using 4 factors and 17 variables. The results indicated that these factors reported 89 % of the total amount of the subscription. From this amount, 46.35% was explained by factor 1, 25.65% by factor 2, 17% by factor 3, and 11% by factor 4.

    Keywords: Ajabshir, Hydrochemistry, Evaporation, Factor analysis
  • Rasoul Mirabbasi *, Ahmad Reza Ghasemi, Amir Khosravi, Hossein Samadi Pages 112-125

    Ground water resources management is of particular importance in arid and semi-arid areas. In this research, groundwater droughts in Shahrekord plain were investigated using GRI index. For this purpose, monthly water level measured in 32 piezometric wells in Shahrekord plain during the 31 year period (1984-1394) were used. In order to predict the GRI index values in Shahrekord plain for the next months, the first, second and third- order Markov chain models were used and the performance of these models were evaluated based on contingency table method. After forming the contingency table for the results of first, second and third- order Markov chain models, the values of CSI, POD and FAR statistics were calculated. The results showed that the Markov chain method had good accuracy in prediction of GRI values for the next 1, 2 and 3 months, so it can be used for forecasting groundwater drought in Shahrekord plain. In general, the severe droughts that have occurred in recent years due to reduce atmospheric precipitation, along with the overexploitation of groundwater have caused the severe decline in groundwater levels, which leads to groundwater quality degradation and land subsidence in the Shahrekord plain.

    Keywords: Groundwater drought, GRI index, Shahrekord aquifer, Transition probability, Markov chain
  • Nadia Shahraki, Mahboobeh Younesi, Abdollah Tahri* Pages 126-139

    Prediction of groundwater level fluctuations is an essential for planning in arid and semi-arid regions. In this study, artificial neural network models, ARIMA time series and multivariate linear regression models were used to predict groundwater fluctuations of two piezometers located in Kerman plain. In order to achieve this goal, the depth of groundwater of the monthly piezometers was used during the years 2002-2013. The results of studying different models of ARIMA model showed that the ARIMA (0,1,1) and (2,0,2) for south Baghin piezometer and ARIMA (1,1,1) and (2,0,0) for Airport areas piezometer are the best-fit time series model with the data. In the model of MLP and RBF artificial neural network, MLP with 2 and 4 layers of hidden and RBF with 8 and 10 hidden layers for southern Baghin piezometers and the airport areas have the best fit with the data. In multivariate linear regression modeling, for each of the two piezometers, the best correlations of the multivariable linear regression model show that the multivariate linear regression relationship of groundwater depth of the current month is a function of groundwater depth of one month prior; in other words, the depth of water the ground water level has the highest dependence on groundwater depth of its prior month. The results showed that prediction of groundwater depth by multivariate linear regression model is better than Neural Network and ARIMA model.

    Keywords: Airport lands, ARIMA, Multi Linear Regression, Neural network, South Baghin
  • Javad Heydari *, Manouchehr Chitsazan, Seyed Yahya Mirzaei Pages 140-152
    Excessive population growth over the past three decades, limited surface water resources, agricultural, industrial, urban activities and excessive exploitation of aquifers have caused irreparable damage to Iran''s water resources regarding quality and quantity. To prevent the continuation of quantitative and qualitative decline, management of exploitation and protection of groundwater should be the basis of planning in the country. Groundwater management requires an adequate understanding of the aquifer system and the use of a tool that can simulate the response to the various quantitative and qualitative stresses of the aquifer in the current and future conditions. In this regard, by using the model, real conditions in nature can be simulated with good accuracy and achieved to acceptable results. The study area of Gamasiab is located in Sahne-Bisotun plain in the northeast of Kermanshah province. In this area, only one case investigated in a small part of the aquifer. In this study, the status of the aquifer and the relationship between surface and groundwater in the entire aquifer zone of Sahneh-Bistoon plain simulated with the use of the MODFLOW 2000 code, the GMS v10 software. The results of the model show that the water budget of Sahneh-Bisotun plain is negative in the year 88-87 and is 22.81 million cubic meters per year. The river is the main factor that recharges the aquifer, which is 248.8 million cubic meters per year, and pumping from water wells is the most crucial factor in the drainage of aquifers, which is 36.4 million cubic meters per year. The results of the model show that the Gamasiab River recharges the aquifer in two reaches and drains the aquifer in other reaches. The river drains 15.55 million cubic meters of water per year from the aquifer.
    Keywords: Divisional Balance, Gamasiab Basin, Sahneh-Bistoon Plain, Simulation, MODFLOW Model
  • Mehdi Kord *, Mohammad Nakhaei, Asghar Asghari Pages 153-167

    The rapid increase in the water demand has led to large-scale groundwater developments in Ardabil plain, and intense extraction of groundwater has caused water table to decline as much as 12 m during the past 25 years. Optimizing the groundwater extraction in order to prevent declination of the water table and the possible compensation of the reduction in the aquifer storage are the main purposes of this dissertation. In this study, according to the modeling protocol, at first the conceptual model of Ardabil plain aquifer has been designed. For this purpose, a geodatabase consist of qualitative and quantitative data has been created. Then Kriging and fuzzy logic methods have been applied to create different kinds of zoning maps. After determining of the aquifer geometry, input and output parameters, groundwater flow system and hydraulic parameters, Modflow 2005 code was used by the PMWIN8 software for modeling the groundwater flow in Ardabil plain aquifer. After the modeling, based on the declination of the water table, the Ardabil plain aquifer has been divided to 15 zones. Then, the optimized values of the permissible extraction have been estimated using the PEST software. Based on the obtained results to balance the water table of Ardabil aquifer, the highest and the least exploitation should be at the east and center of the plain respectively.

    Keywords: Ardabil plain aquifer, management of groundwater, Numerical modeling, optimization