ارزيابي استفاده از سيستم زهكشي به‌منظور پايين انداختن سفره آب زيرزميني دشت شيراز با استفاده از مدل PMWIN

Evaluating the Performance of Drainage System in Dropping Water Table Elevation in Shiraz Plain

دشت شيراز به‌دليل افزايش جمعيت شهري و تبديل اراضي زراعي و باغها به اماكن مسكوني و همچنين تخريب قناتها كه در گذشته كار زهكشي دشت را بر عهده داشتند، با مشكل بالا آمدن سفره آب زيرزميني در مناطق جنوبي و جنوب شرقي خود مواجه بوده است. براي غلبه بر اين مشكل از سال 1382 در اين دشت اقدام به احداث سه رشته زهكش شده است كه تاكنون بيش از نيمي از يكي از اين سه رشته زهكش به‌طول تقريبي 6/14كيلومتر در شرق شهر احداث گرديده است. در اين تحقيق استفاده از سيستم زهكشي براي پايين انداختن سفره آب زيرزميني دشت شيراز در سناريوهاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين زمينه ابتدا رفتار هيدروليكي آبخوان دشت شيراز با استفاده از مدل PMWIN مدل‌سازي شد. در اين مدل، زهكش‌هاي بزرگ در حال احداث در اين دشت نيز ديده شد و اطلاعات بارندگي و تبخير اندازه‌گيري شده در دشت، ميزان تغذيه و تخليه سفره از طريق قناتها و مسير رودخانه خشك و چنار راهدار و همچنين ميزان برداشت آب از چاهها و تغذيه آبخوان به‌علت فاضلاب برگشتي در مدل منظور گرديدند. سپس با واسنجي و صحت‌سنجي مدل و تعيين كليه پارامترهاي مورد نياز، وضعيت سطح آب زيرزميني دشت در پايان اجراي زهكش و در سناريوهاي مختلف شبيه‌سازي گرديد. بررسي نتايج حاصل از مدل نشان دهنده عملكرد خوب زهكش‌ها بود كه در افزوني دبي زهكشي شده در مقايسه با ورودي و خروجي از دشت در تمام سناريو‌ها خود را نشان داد. همان‌گونه كه انتظار مي‌رفت، در حالت خشكسالي (سناريوي 3) كمترين دبي‌هاي ورودي و خروجي و زهكشي شده از دشت را داشت و درحالت ترسالي (سناريوي 4) بيشترين دبي‌ها مشاهده شد. بررسي‌ها نشان داد براي آنكه سطح آب زيرزميني تا عمق مورد نظر طراح پايين بيفتد بايد خطوط فرعي زهكش نيز اجرا شوند كه در غير اين‌صورت مقدار دبي زهكشي شده از نصف برآورد طراح نيز كمتر خواهد بود.

Shiraz plain is facing elevated groundwater level problem in its south and south-eastern regions due to increasing population, conversion of farmlands and gardens into residential areas, and destruction of old Qanats that used to drain the plain. To overcome this problem, construction of three drainage aqueducts in the plain started since 2003. So far, more than half of one main aqueduct, with a length of ~15 km, has been constructed at eastern Shiraz. In this study, performance of the drainage system in dropping groundwater level in the plain has been evaluated under different scenarios. First, the hydraulic behavior of Shiraz plain aquifer was modeled using PMWIN. Besides the main aqueducts, measured precipitation and evaporation, recharge and discharge from the aquifer by remaining old aqueducts, wells, and Khoshk and Chenar-Rahdar rivers, and returned wastewater were all considered in the model. After model calibration and verification, the required parameters were determined and groundwater level in the plain was predicted for different scenarios at the end of aqueduct construction Results reflect a good performance for aqueducts in all scenarios as evidenced by large volumes of drained water in comparison to other inflow and outflows of water in the aquifer. As expected, the lowest inflow, outflow, and drained water were observed in the plain during the drought (3rd scenario), and the highest flows during the wet years (4th scenario). Results indicate that in order for groundwater level to drop to the expected extent, lateral aqueducts should also be constructed otherwise the water drained by aqueducts will be less than half of the expected value.