مطالعه اثرات زیست محیطی انتقال نیترات در آبخوان ورامین با استفاده از مدل‌سازی عددی

نوع مقاله: یاداشت‌ فنی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای مهندسی اکتشاف معدن، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشیار، مهندسی اکتشاف معدن، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

ارزیابی کیفیت منابع آب زیرزمینی، یکی از مهم‌ترین موضوعات در توسعه منابع آب است. هدف اصلی این پژوهش، شناخت ویژگی‌های انتقالی آبخوان و نحوه انتقال نیترات با سیستم جریان آب زیرزمینی و نیز شناخت تغییرات مکانی و زمانی غلظت نیترات به‌عنوان شاخص آلودگی آب‌های زیرزمینی در طی دوره مدل‌سازی و سال‌های آتی در دشت ورامین است. به این منظور، جمع‌آوری، سازمان‌دهی داده‌های صحرایی و فرمول‌بندی ویژگی‌های هیدرودینامیکی و پدیده انتقال در سیستم آبخوان صورت پذیرفت. در انجام این پژوهش، ابتدا مدل کمّی در نرم‌افزار GMS با استفاده از کد MODFLOW تهیه شد و داده‌های کیفی به مدل وارد شد. سپس از کد MT3Dبرای اجرای مدل استفاده شد. بر اساس نتایج به‌دست آمده، طی یک دوره کوتاه‌مدت، بخش‌هایی از آبخوان آزاد، از شرایط استاندارد برای تخصیص به آب شرب خارج خواهد شد ولی غلظت نیترات در هیچ جای آبخوان محصور، از حد استاندارد شرب فراتر نخواهد رفت. این امر به‌دلیل وجود لایه نفوذناپذیر در بالای آبخوان محصور است که باعث شده این آبخوان کمتر تحت تأثیر منابع آلاینده نیترات در دشت ورامین قرار گیرد. مهم‌ترین عامل افت کیفیت آب به‌ویژه در پایین‌دست شهرها، چاه‌های جذبی موجود در سطح شهرها است که بار نیترات قابل توجهی را در کنار نیترات ورودی از بخش کشاورزی، وارد آبخوان می‌کند. با توجه به تأثیر کمتر آبخوان محصور از عوامل افت کیفیت آب در منطقه، پیشنهاد می‌شود برای تأمین آب شرب منطقه از چاه‌هایی که از آبخوان محصور تغذیه می‌شوند، استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Study of Environmental Effects of Nitrate Transfer in Varamin Aquifer Using Numerical Modeling

نویسندگان [English]

  • Fereshteh Valivand 1
  • Homayoon Katibeh 2
1 PhD Student in Mining Exploration, Department of Mining and Metallurgical Engineering, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Tehran, Iran
2 Assist. Prof. in Mining Engineering, Department of Mining and Metallurgical Engineering, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Tehran, Iran
چکیده [English]

Quality assessment of the groundwater resources is one of the most important issues in water resources development. The main purpose of this study is to model the nitrate pollution, to recognize the spatial and temporal variations of nitrate concentration and to predict the nitrate movement under hydrological gradient. Thus, collecting and organizing the field data, formulation of hydrodynamic characteristics and transmission phenomena was conducted for the aquifer system in Varamin plain, Iran. In this study, a quantitative model of GMS software was prepared using MODELFLOW code and the qualitative data was imported to the model. The MT3D was used for modeling. According to the modeling results, it is predicted that during a 10-year period water from some zones of the aquifer will become non-potable. The most important factor in degrading the water quality in downstream of cities is the nitrate pollution from absorbent wells in residential areas in addition to the nitrate pollution from the agricultural areas in upstream. Due to the existence of an impermeable layer, confined aquifer is less affected by nitrate pollution in Varamin plain. According to the quality standards for drinking water, this aquifer is in an appropriate condition. It is suggested that drinking water be supplied from the wells recharged by the confined aquifer..

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical modeling
  • Nitrate
  • Varamin Aquifer
  • MT3D Code

Driscoll, F.G. 1987. Groundwater and wells, Johnson Division, St. Paul, Minnesota.

Jalali, M. 2011. Hydrogeochemistry of groundwater and its suitability for drinking and agricultural use in Nahavand, Western Iran. Natural Resource Research, 20, 65-73.

Jalali, M. 2011. Nitrate pollution of groundwater in Toyserkan, Western Iran. Environmental Earth Sciences, 62, 907-913.

Mahmoudi, N., Nakhaei, M. & Porhemmat, J. 2017. Assessment of hydrogeochemistry and contamination of Varamin deep aquifer, Tehran Province, Iran. Environmental Earth Sciences, 76, Article No. : 370

Moosavirad, S.M., Janardhana, M.R. & Khairy, H. 2013. Impact of anthropogenic activities on the chemistry and quality of groundwater: A case study from a terrain near Zarand City, Kerman Province, SE Iran. Environmental Earth Sciences, 69, 2451-2467.

Nakhaei, M., Dadgar, M.A. & Amiri, V. 2016. Geochemical processes analysis and evaluation of groundwater quality in Hamadan Province, Western Iran. Arab Journal Geosciences, 9, 1-13.

TRWA. 2014. Report of groundwater resources studies in Varaminarea, Tehran Regional Water Authority.
(In Persian)