توسعه شاخص آلودگي منابع نقطه‌اي در سطوح گيرش چاه ها با رويكرد مدل‌سازي رياضي (مطالعه موردي: آبخوان مشگين‌شهر)

زمينه و هدف: مشخص ساختن سطوحي از دشت ها كه داراي آسيب پذيري زيادي براي آلوده كردن چاه ها هستند، با مدل سازي، تلفيق و توسعه شاخص ها، امكان پذير است. وجود نقاط آلاينده در اين پهنه ها خطر آلودگي چاه ها را به همراه داشته و تشديد خواهد كرد. هدف اصلي اين تحقيق توسعه و ارائه شاخص جديد براي تعيين سطوح آسيب پذير اطراف چاه ها است كه مي توانند باعث آلودگي چاه-هاي شرب و كشاورزي موجود در دشت ها و به تبع آن آلودگي آبخوان گردند. در اين تحقيق از تركيب تراكم منابع نقطه اي آلاينده ها به عنوان شاخص ريسك و گيرش آلودگي چاه ها به عنوان شاخص آسيب پذيري استفاده شد. اين روش نسبت به ساير روش ها دقيق تر است زيرا ويژگي هايي مانند تغذيه، ميرايي طبيعي، خاك، رسانايي آبخوان، كاربري و پوشش اراضي و توزيع چاه ها را در نظر مي گيرد و تلفيقي از شاخص آسيب پذيري و شاخص ريسك است.روش تحقيق: در تحقيق حاضر، آسيب پذيري آبخوان دشت مشگين شهر به مساحت 614 كيلومترمربع با استفاده از تلفيق دو عامل تراكم منابع آلاينده در پهنه هاي حريم رودخانه ها و محدوده گيرش چاه ها برآورد شد. بدين منظور ابتدا تراكم منابع آلاينده نقطه اي مانند صنايع، روستاها، ايستگاه هاي پمپ بنزين به عنوان شاخص منابع بالقوه آلاينده در محدوده حريم رودخانه هاي دشت مشگين شهر به روش كرنال در محيط GIS مشخص گرديد. سپس مدل سازي عددي براي تعيين مناطق گيرش چاه با استفاده از مدل MODFLOW و MODPATH انجام شد. داده هاي آماري 10 ساله از سال 1390 تا 1399 به دودسته تقسيم شد. 8 سال اول براي واسنجي و 2 سال آخر براي اعتبار سنجي و صحت سنجي مدل، در حالت پايدار استفاده شد. سپس پارامترهاي هدايت هيدروليكي، تغذيه و ناهمسانگردي، به منظور انجام دقيق تر و راحت تر واسنجي، تحليل حساسيت شد. در مرحله بعد با استفاده از مدل MODPATH و بر پايه نتايج مدل MODFLOW سطوح گيرش چاه ها يا مناطق با آسيب پذيري بالا در دوره هاي زماني مختلف، برآورد شد. با تلفيق لايه تراكم آلاينده هاي نقطه اي در حريم رودخانه ها و سطوح گيرش چاه، شاخص توسعه يافته آلودگي دشت به دست آمد.يافته ها: مقدار پارامتر تراكم آلاينده ها در منطقه از صفرتا 998/0 مورد در كيلومترمربع متغير بود به طوري كه بيشترين مقدار تراكم در جنوب غربي دشت در اطراف شهرهاي مهم منطقه قرار دارد. در 16 درصد از سطح كل دشت، هيچ گونه گيرش آلودگي توسط چاه ها وجود ندارد و گيرش نهايي با 25 درصد از سطح دشت، بيشترين سهم و گيرش 10 ساله با كمتر از يك درصد از سطح دشت، كمترين سهم را دارد. نتايج شاخص نهايي نشان داد كل سطح دشت در محدوده ريسك كم قرار داشته و حدود 50 درصد از سطح دشت مشگين در محدوده آسيب پذيري ناچيز قرار داشت. نتايج اين شاخص بر اساس غلظت دو آلاينده مهم نيترات و كلرايد اعتبارسنجي شد كه همبستگي مثبتي با شاخص آسيب پذيري داشت. دو ماده آلاينده بالقوه به عنوان پارامترهاي صحت سنج براي تائيد نتيجه شاخص توسعه يافته در اين تحقيق انتخاب شد. در مناطق روستايي و كشاورزي، كه تحت تأثير كود كشاورزي و فاضلاب است، نيترات به عنوان معيار در نظر گرفته شد. كلرايد هم نشان دهنده آلودگي در مكان هاي صنعتي و تجاري است. نتايج نشان مي دهد كه رابطه بين شاخص ارائه شده با دو پارامتر كلر و نيترات به صورت تقريباً خطي است، بطوريكه ضريب همبستگي پيرسون برابر 58/0 براي نيترات و 49/0 براي كلرايد برآورد شد.نتيجه گيري: نتايج حاصل از اين تحقيق نشان داد كه در مديريت اراضي دشت ها، به منظور حفاظت از كيفيت آب چاه ها، تركيب شاخص خطر آلاينده هاي نقطه اي در حريم رودخانه ها و آسيب پذيري سطوح گيرش چاه ها، نقش مهمي مي تواند داشته باشد و در توسعه صنعتي دشت مشگين شهر، بايستي اولويت تخصيص با مناطقي باشد كه داراي ريسك پايين تر هستند. با توجه به اينكه در دشت مشگين شهر، شهرك و واحدهاي صنعتي وجود ندارد، ارزيابي طبقات ريسك اين شاخص با تغييرات مكاني آلودگي آب هاي زيرزميني مقدور نبود و توصيه مي شود كه اين شاخص در دشت هاي صنعتي استفاده و ارزيابي گردد. شاخص ارائه شده در اين تحقيق در مقايسه با شاخص هاي توسعه يافته ي ديگر درزمينهٔ آلودگي هاي آبخوان، ساده تر بوده ولي مي توان براي دقت بيشتر براي هر نوع آلاينده نقطه اي و يا غير نقطه اي وزن اثر هم تعيين كرد و يا از پارامترهاي ديگر دخيل در آلودگي آبخوان هم استفاده كرد.