تحليل عددي نشست زمين ناشي از برداشت آب از چاه پمپاژ در نواحي شهري

Numerical Analysis of Land Subsidence due to Water Withdrawal from Pumping Well in Urban Areas

نشست زمين برابر با مقدار جابه جايي قائم زمين در يك بازه زماني مشخص است. افت سطح ايستابي در چاه هاي برداشت آب، يكي از عوامل وقوع نشست است كه مي تواند باعث خسارات جبران ‌ناپذيري به سازه هاي سطحي و زيرسطحي به ويژه در مناطق شهري شود. در اين تحقيق ميزان نشست ناشي از برداشت آب از چاه پمپاژ و تعيين عوامل موثر بر آن تخمين زده مي شود. به اين منظور با جمع‌آوري اطلاعات دو چاه برداشت آب واقع در محدوده شهر كاشان، تحليل نشست براساس روش عددي المان محدود و به كمك نرم افزار PLAXIS2D انجام شده است. نتايج اين مطالعه نشان مي دهد كه پمپاژ آب طي يك سال باعث افت سطح ايستابي و در نتيجه نشست زمين در حد چند سانتيمتر شده، ولي تحت شدت جريان ثابت برداشت آب از چاه، مقدار نشست در چاه هاي مورد مطالعه ناهمگن و متفاوت است. همچنين افزايش شدت جريان برداشت آب از چاه تا 700 مترمكعب در روز و افزايش عمق چاه برداشت تا 500 متر باعث افزايش نشست شده، ولي بعد از آن مقدار نشست ثابت باقي مي‌ماند. لذا مي توان نتيجه گرفت كه شدت جريان و عمق برداشت آب از چاه، بر ميزان نشست زمين موثر بوده و بايد مديريت شود.

Land subsidence is defined as equal to the vertical displacement of the ground over a specified time. Declining water table elevation is one of the main causes of subsidence that can cause irreparable damage to surface and subsurface structures, especially in urban areas. In this research, the magnitude of subsidence due to water withdrawal from the pumping well has been estimated, and the factors affecting it have been determined. For this purpose, by collecting data from two water wells located in Kashan city, the subsidence analysis was performed based on the finite element numerical method using PLAXIS2D software. The results show that the water pumping during one year causes a decrease in the water table elevation and, as a result, the land subsidence by a few centimeters, but under a constant flow rate of water withdrawal from the well, the magnitude of subsidence in the studied wells is heterogeneous. Also, increasing the water withdrawal flow rate from wells up to 700 m3/day and the depth of wells up to 500 meters has increased subsidence, but after that, the amount of subsidence remains constant. Therefore, it can be concluded that the flow rate and depth of water withdrawal from the well are effective on the land subsidence and must be managed