شبيه‌سازي آبخوان دشت سملقان با استفاده از مدل‌هاي SWAT و MODFLOW

Analysis of Groundwater Balance of Samalqan Plain Aquifer Using SWAT and MODFLOW Models

كاهش منابع آب‌ سطحي و خشكسالي‌هاي پي در پي و درنتيجه استفاده بي‌رويه از منابع آب‌ زيرزميني به‌ويژه براي مصارف كشاورزي، باعث به بار آمدن خسارات جبران‌ناپذيري به منابع طبيعي كشور شده است. در اين ميان، آگاهي از وضعيت بيلان آبي دشت‌ مي‌تواند در مديريت مناسب منابع آب منطقه كمك فراواني كند. دشت سملقان در اقليم نيمه‌خشك در استان خراسان شمالي واقع شده است. از آنجايي كه منابع آب‌ سطحي به‌منظور تأمين آب قابل اعتماد نبوده، لذا منبع اصلي تأمين آب مورد نياز در منطقه چاه است. به‌دليل وجود رودخانه‌ها در دشت، ضخامت كم آبرفت، نوسانات تراز آب ‌زيرزميني و عدم قطعيت زياد در محاسبات ضرايب هيدروديناميك آبخوان، ضرورت انجام مطالعات دقيق هيدروژئولوژيكي و تعيين نقش هر يك از پارامترهاي مؤثر بر جريان آب ‌زيرزميني داراي اهميت است. تحقيق حاضر به‌منظور شبيه‌‌سازي آبخوان سملقان و بررسي بيلان آبي براي سال‌هاي 1383تا 1393 با مدل MODFLOW انجام شد. مقدار تغذيه آب‌ زيرزميني نيز از طريق مدل SWAT برآورد شد. واسنجي مدل با خطاي 1/1 درصد و صحت‌سنجي با مقدار خطاي 1/2 درصد نشان‌دهنده برآورد مناسب بين تراز آب شبيه‌سازي شده و برآورد شده است. بررسي هيدروگراف آب‌ زيرزميني در چاه‌هاي مشاهده‌اي نشان داد كه تغييرات سطح آب در اكثر نقاط داراي نوسانات ماهيانه و فصلي زيادي است. بعد از ترسيم خطوط هم‌پتانسيل دشت، ورودي‌ها و خروجي‌ها شناسايي و با استفاده از تعيين تغييرات حجم ذخيره، بيلان دشت تعيين شد. نتايج نشان داد كه بيلان دشت منفي بوده و كسري مخزن به ميزان 9/14- ميليون مترمكعب برآورد شد. با توجه به نتايج به‌دست آمده، مي‌توان از اين مدل براي پيش‌بيني وضعيت آبخوان و مديريت منابع آب در منطقه بهره برد.

Reducing surface water resources and successive droughts and consequently excessive use of groundwater resources, especially for agricultural purposes, have caused irreparable damage to the natural resources of the country. In the meantime, knowing the status of the water balance of the plain can help to effective management of water resources in the region. Samalqan plain is located in a semi-arid climate in North Khorasan Province. Since the surface water resources for water supply are not very reliable, so, the main source of water supply in the region is well. Due to the existence of rivers in the plain, the low thickness of the alluvium, groundwater level fluctuations, and the high uncertainty in the calculation of hydrodynamic coefficients, the need for careful hydrogeological studies and determining the role of each parameter affecting groundwater is necessary. This study was conducted to simulate the Samalqan aquifer and analysis of water balance for the years 2003 to 2013 using the MODFLOW model. To identify the groundwater recharge rate, this component was estimated by the SWAT model. Calibration and validation of the model with an error of 1.1% and 1.2%, respectively, indicated that an appropriate estimation between the simulated and observed heads. Assessment of the groundwater hydrograph in the observation wells showed that the groundwater level in most places has many monthly and seasonal fluctuations. After drawing the potential lines of the plain, the inputs and outputs were identified, and using the reserve volume changes, the water balance was determined. The results showed that the water balance of the plain was negative and the reservoir deficit was estimated at 9.14 million cubic meters. Therefore, this model can be used to predict the future situation of aquifer and the management of water resources in the region.