برآورد تغذیه آب‌زیرزمینی با استفاده از روش نوسانات سطح ایستابی و شبیه‌سازی جریان در ناحیه غیراشباع (آبخوان مرودشت، استان فارس، ایران)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی، دانشگاه بریتیش کلمبیای شمالی، بریتیش کلمبیا، کانادا

10.22059/jwim.2025.399355.1246

چکیده

تغذیه منابع آب‌زیرزمینی در آبخوان مرودشت با استفاده از دو روش نوسانات‌سطح‌ایستابی و روش شبیه‌سازی جریان در ناحیه غیراشباع با مدل HYDRUS-1D برآورد شد. برآورد تغذیه در روش اول با استفاده از داده‌های تغییرات تراز و آبدهی‌ویژه و در روش دوم با داده‌های ویژگی‌ و مشخصات هیدرولیکی ستون‌خاک غیراشباع انجام شد. میانگین تغذیه محاسبه شده برای کل محدوده با مدل HYDRUS-1D برابر با 3/291 میلیون‌مترمکعب و با روش نوسانات سطح ایستابی برابر با 7/204 میلیون‌مترمکعب بدست آمد که اختلافی معادل %7/29 را نشان می‌دهد. علت این اختلاف را می‌توان به تفاوت در اصول و فرضیات پایه‌ای دو روش نسبت داد؛ به‌طوری‌که مدلHYDRUS-1D با حل معادله ریچاردز و درنظرگرفتن پارامترهای هیدرولیکی خاک و شرایط مرزی، فرایند نفوذ و تغذیه را در ناحیه غیراشباع به ‌صورت دینامیکی شبیه‌سازی می‌کند، در حالی‌که روش نوسانات‌سطح‌ایستابی با اتکا به تغییرات تراز آب‌زیرزمینی و ذخیره‌سازی آن، تغذیه را به‌صورت غیرمستقیم و نسبت به دقت مشاهدات سطح آب‌زیرزمینی و آبدهی ویژه برآورد می‌نماید. نقشه‌های پهنه‌بندی نشان دادند که الگوی مکانی تغذیه منابع آب‌زیرزمینی در هر دو روش مشابه است. بررسی زمان تأخیر نفوذ آب در ناحیه غیراشباع نشان داد که این زمان در محدوده مورد مطالعه بسته به بافت خاک و ضخامت ناحیه غیراشباع بین 30 تا 730 روز متغیر است. پیشنهاد می‌شود که در صورت وجود داده‌های لازم، روش‌های مختلف برای بررسی و ارزیابی تغذیه منابع آب‌زیرزمینی برای یک محدوده مورد استفاده قرار گیرد تا با تخمین و درک بهتر و دقیق‌تر این پارامتر مهم به مدیریت‌پایدار و استفاده از بهینه از منابع آب‌زیرزمینی دست یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Estimation of groundwater recharge using water table fluctuation method and unsaturated zone flow simulation (Marvdasht aquifer, Fars province, Iran)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Ghaffari-Sola 1
  • Hamed Ketabchi 1
  • Davood Mahmoodzadeh 2
1 Department of Water Engineering and Management, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 School of Engineering, University of Northern British Columbia, British Columbia, Canada
چکیده [English]

Groundwater recharge in the Marvdasht aquifer was estimated using two approaches: the water table fluctuation (WTF) method and unsaturated zone flow simulation with the HYDRUS-1D model. In the first approach, recharge was calculated based on variations in groundwater level and specific yield, whereas in the second approach, it was estimated using soil column hydraulic properties within the unsaturated zone. The average recharge for the entire study area was estimated at 291.3 million cubic meters using HYDRUS-1D and 204.7 million cubic meters using the WTF method, indicating a difference of 29.7%. This discrepancy can be attributed to the fundamental differences in the assumptions underlying the two approaches. HYDRUS-1D simulates infiltration and recharge dynamically by solving Richards’ equation and considering the soil hydraulic parameters and boundary conditions, while the WTF method indirectly estimates recharge based on groundwater level fluctuations and specific yield, and is therefore sensitive to the accuracy of these observations. Zonation maps revealed that both methods produced similar spatial recharge patterns. Moreover, analysis of water infiltration delay through the unsaturated zone indicated that the lag time varied between 30 and 730 days, depending on soil texture and the thickness of the unsaturated zone. It is recommended that, where data availability permits, multiple methods be applied to assess groundwater recharge, thereby obtaining more reliable estimates of this critical parameter and supporting sustainable management and optimal utilization of groundwater resources.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater resources recharge estimation
  • Marvdasht aquifer
  • Unsaturated zone flow simulation
  • Water table fluctuation method