بررسي اثر تبخير بر سطح ايستابي و ضريب زهكشي با استفاده از نرم‌افزار HYDRUS-2D (مطالعه موردي: زهكش حائل دشت قزوين)

Effects of evaporation rate on groundwater level and drainage coefficient by means of HYDRUS-2D software (Case study: Interception drain of Qazvin plain)

برداشت بيرويه از منابع آب زيرزميني شيرين، مشكلات زيادي ايجاد مي‌كند كه مهم‌ترين آن‌ها پيشروي آب زيرزميني شور به سمت اراضي بالادست در دشت ها و افزايش غلظت نمك در شوره زار، در شرايط آب زيرزميني كم‌عمق است. براي جلوگيري از اين اتفاق، از زهكش حائل براي كنترل و كاهش گراديان هيدروليكي آب شور به­ سمت منابع آب زيرزميني شيرين استفاده مي شود. در مناطق خشك و نيمه‌خشك، علاوه بر زهكش حائل، تبخير نيز سهم مهمي در ايجاد افت بار هيدروليكي دارد. در اين تحقيق از نرم‌افزار HYDRUS-2D براي بررسي اثر و سهم تبخير بر عمق آب زيرزميني و نرخ ضريب زهكشي در زهكش حائل منطقه آبيك قزوين استفاده شده است. اين شوره‌زار در جنوب‌شرقي استان قزوين واقع شده و هدف از اجراي زهكش حائل در اين منطقه، پايين انداختن سطح آب زيرزميني شور و كنترل پيشروي شوري در منطقه مي‌باشد تا اراضي بالادست زهكش با آبشويي خاك در اثر بارش و جريان آب زيرزميني و درنتيجه خروج اين زهاب به‌وسيله‌ زهكش به‌تدريج اصلاح شوند. مدل‌سازي براي منطقه شوره‌زار مركزي به مدت 90 روز و براي سه بافت خاك رسي، لومي، شني و چهار تيمار نرخ تبخير شامل: نرخ تبخير كم، متوسط و زياد (0/2، 1 و 2/5 ميلي‌متر بر روز) و بدون تبخير، انجام گرفته است. نتايج نشان داد در خاك رسي، تبخير سهم زيادي در ايجاد افت و كاهش ضريب زهكشي دارد. به ­طوري­كه با افزايش نرخ تبخير از 0 به 0/2 ميلي‌متر در روز ميزان افت آب زيرزميني 16/5 درصد افزايش‌يافته و ضريب زهكشي نيز 20/6 درصد كاهش مي‌يابد. در خاك لومي اين مقادير به ­ترتيب 1/9 و 1/7 درصد بوده است. درنتيجه در خاك لومي تأثير تبخير كمتر بوده و از تبخير با نرخ كم چشم‌پوشي مي‌شود. نرخ كم و متوسط تبخير در خاك شني در ايجاد افت در سطح آب زيرزميني و كاهش ضريب زهكشي بي‌تأثيرند؛ اما نرخ تبخير زياد با افزايش 6/9 درصد افت در سطح آب زيرزميني و 15/7 درصد كاهش در ضريب زهكشي، مؤثر بوده و لازم است با اندازه‌گيري دقيق نرخ تبخير، مقدار آن در شبيه سازيها در نظر گرفته شود و قابل‌چشم‌پوشي نيست. نتايج تحقيق حاضر با كارهاي محققاني كه در زمينه­ هاي مرتبط كاركرده‌اند، هم خواني دارد و پيشنهاد مي‌شود در مطالعات زهكشي به اثر تبخير به‌خصوص در خاك‌هاي رسي توجه ويژه‌اي صورت گيرد.

Fresh groundwater overexploitation causes many problems the most important of which are saline water expansion to upstream lands and enhancing salt concentration in shallow groundwater conditions. Interceptor drains can control salinity expansion and decrease saline water hydraulic gradient to fresh water resources. Also, in arid and semi-arid regions evaporation plays an important role in decreasing hydraulic head. In this research HYDRUS-2D has been used in order to assess the effect of evaporation on groundwater depth and drainage coefficient in Abyek interception drain. This salt marsh has located in the southeast of Qazvin and the purpose of installing an interceptor drain in this area is to lower the saline groundwater level and control the salinity expansion till upstream lands gradually improve by soil leaching due to rainfall and groundwater flow and drainage outflow. Simulation has been done in 90 days for three soil texture: clay, loam and sand and four evaporation rate including: low, medium, high (0.2, 1, 2.5 ) and without evaporation. Results showed that in clay evaporation has a significant role in causing a decrease in water table level and drainage coefficient. As the evaporation rate increased from 0 to 0.2 groundwater level drop increased 16.5% and drainage coefficient decreased 20.6%. in loamy soil these values were 1.9% and 1.7% respectively. As a result, the effect of evaporation is less in loamy soil and low evaporation rate can be ignored. Also, low and medium evaporation rates in sandy soils are ineffective in causing ground water level decrease and reducing drainage coefficient. While high evaporation rate with 6.9% increase in water level fall and 15.7% decrease in drainage coefficient is effective and should be measured accurately and consider in simulation. The results of this study are consistent with the work of researchers who have worked in related fields and it is suggested that special attention should be paid to effect of evaporation in drainage studies specially in clay soils.