بررسي انتشار آلودگي در محيط متخلخل آبخوان بابل با استفاده ازمدل‌هاي MODFLOW وMODPATH

زمينه و هدف: با توجه به افت شديد آب هاي زيرزميني دشت هاي كشور به دنبال برداشت بي رويه از آنها براي مصارف كشاورزي، مديران به دنبال راهكارهاي مديريت و احيا سفره هاي آب زيرزميني هستند. يكي از راهكارهاي جبران افت سطح آب زيرزميني كه خود از موثرترين عوامل نابودي ظرفيت تغذيه و افزايش كيفيت در پهنه آب زيرزميني است، سناريوهاي كاهش برداشت از چاه هاي كشاورزي و تهيه طرح هاي ممنوعيت با كمترين عدم قطعيت براساس حساسيت ناحيه اي به آلودگي است. هدف از اين تحقيق پيش-بيني شرايط انتشار جريان و آلودگي منطقه بر اساس مدل هاي عددي است. شبكه تراز و جهت جريان آب زيرزميني دشت با استفاده از نرم افزار MODFLOW در يك دوره بلند مدت و توسعه مدل پيش بيني با استفاده از عمليات واسنجي و صحت سنجي بر دوره پايه مطالعاتي انجام شود تا بتوان به اجراي سناريوهاي پيش بيني از طريق اعمال محدوديت و كاهش برداشت بر منابع بهره برداري آبخوان، و مشخصاً چاه هاي كشاورزي، تا مرحله استخراج هيدروگراف پايدار دشت دست يافت.روش پژوهش: اين تحقيق با هدف تخمين و پيش بيني وضعيت آلودگي رخ داده در سايت آلودگي شهري، با استفاده از برنامه هاي رايانه اي MODFLOW و MODPATH در نرم افزار GMS انجام شد. براي رسيدن به اين هدف در مرحله اول، مدل عددي جريان آبخوان بوسيله كد MODFLOW تهيه و كاليبره گرديد. سپس كد MODPATH براي رديابي ذرات آلوده به روش پيشرو در حالت ماندگار مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله دوم، تاثير سناريوي افزايش و كاهش پمپاژ از چاه هاي بهره برداري بر زمان سير، طول مسير و ناحيه گيرش ذرات شيرابه منتهي به آنها به روش پسرو پيش بيني و ارزيابي شد. در مرحله سوم، رديابي ذرات منتهي به چاه-هاي نمونه برداري كيفي در دشت به روش پسرو در حالت ماندگار پيش بيني و ارزيابي شد.يافته‌ها: مدل جريان آب زيرميني با توجه به رويكرد خودكار واسنجي و صحت سنجي، كمترين انحراف آماري را بر روي پارامترهاي بهينه سازي ايجاد نمود. همچنين مدل كيفيت انتقال ذرات بر روي مدل پيش بيني جريان آب هاي زيرزميني به درستي اجرا شد. در آبخوان بابل، محدوده دفن پسماند در حيطه خارج از آبخوان تعيين شده، اشباع است. مشاهده شد، با تنظيم پارامترهاي شبيه سازي انتقال ذرات ابر آلودگي پسماند، تخميني از غلظت به مرزهاي تراوا و شبكه آبراهه اي اطلاق گرديد. به اين معني كه در شبيه سازي انتقال ذرات، در اينجا منبع گسترش آلودگي، شبكه آبراهه اي و مرزهاي تراوايي است كه مستقيماً در دوره هاي بارندگي و بخصوص طغيان هاي سيلابي، از آلودگي متاثر خواهند بود. حد غلظت به صورت ارقام متغير بر پايه تغذيه و بارش در محدوده و برابر با آستانه پايدار اوليه مورد تحقيق (لندفيل) به مدل داده شد. بر اساس نمودار تجمعي غلظت خروجي از مرزهاي تراوا و مسيل جريان در ناحيه جنوب شرقي نيز روند تغييرات نمودار غلظت ابر آلودگي، در مدل سازي كيفي دشت نشان مي دهد كه در دوره پيش بيني، افزايش غلظت به شكل خطي بالا خواهد رفت. با توجه به اينكه محل قرارگيري دفع پساب در محدوده خارج از دشت مي باشد، سرعت افزايش آلودگي تا دوره پاياني شبيه سازي ابتدايي چندان بالا نبوده است. با اين حال، علت بالا رفتن حجم انباشت غلظت را مي توان به وجود مرزهاي تراوا و افت شديد آب هاي زيرزميني در اين ناحيه ربط داد. به عبارتي ديگر، با پايين رفتن بيش از اندازه تراز آب زيرزميني در محدوده اشباع دشت، جهت جريان به سمت آبخوان با سرعت بالاتري حجم آب آلوده را منتقل خواهد كرد.نتايج: چنانچه وضعيت برداشت هاي آب‌هاي زيرزميني به همين صورت ادامه يابد، علاوه بر كاسته شدن از ذخاير آب‌هاي زيرزميني دشت، كيفيت ذخاير آب باقيمانده نيز كمتر خواهد شد. اين امر موجب بروز مشكلات جدي تر در وضعيت كشاورزي منطقه مي شود. نتايج اجراي مدل كمي و كيفي به منظور بررسي نفوذ آب آلوده لندفيل بر پايه تراكم آلودگي، نشان داد با احتمال بالا نفوذ ذرات آلوده از سمت ديواره جنوبي به سمت آبخوان در دوره هاي بارش رخدادي كه جريان به صورت تصادفي و در مسيل ها جاري مي شود و سپس گسترش تا دريا عملا به دليل افت تراز آب درياي خزر رخ خواهد داد. نفوذ آب در نواحي شرقي محتمل تر از نواحي غربي است. دليل انتخاب انتشار آلودگي محل دفع پسماند شرقي به جهت نمايش انباشت ذرات آلوده و پس زدگي از دريا نيز همين بود ه است. پيشنهاد مي شود تا در حوزه سياست گذاري، به منظور كنترل بحران شيرابه دشت، بسترسازي مناسب و ديواربندي محدوده انباشت زباله بر اساس جهت جريان اعمال شود.