افسانه فرپور - گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند
یوسف رمضانی - گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند
ابوالفضل اکبرپور - گروه مهندسی عمران، دانشگاه بیرجند

شبیه سازی عددی کمی و کیفی آب های زیرزمینی ابزاری مهم برای مدیریت منابع آب آبخوان می باشد. مطابق اندازه گیری های صورت گرفته از غلظت کروم چاه های بهره برداری در آبخوان بیرجند مقدار کروم بیش از حد مجاز بوده است (غلظت بیش از mg/Lit ۰۵/۰). لذا هدف این تحقیق شبیه سازی کمی و کیفی آب زیرزمینی در آبخوان آزاد بیرجند با استفاده از مدل ریاضی و روند تغییرات غلظت کروم می باشد. برای انجام این کار از کد عددی MODFLOW و MT۳D که در نرم افزار مدل سازی آب های زیرزمینی (GMS) قرار دارد، استفاده شد. در ابتدا آمار و اطلاعات مورد نیاز جهت تهیه مدل مفهومی آبخوان جمع آوری گردید. سپس مدلسازی منطقه در نرم افزار انجام و مدل اجرا گردید. عملیات واسنجی مدل ریاضی کمی و کیفی آبخوان بیرجند در شرای غیرماندگار انجام شد. مقادیر هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه برای مدل کمی و مقادیر ضریب پخشودگی طولی و تخلخل برای مدل کیفی واسنجی شد. در نهایت شبیه سازی برای یک بازه زمانی یکساله انجام گردید. پیش بینی ۶ سال بعد از شبیه سازی با شرایط ۳۰ % کاهش و افزایش میزان برداشت انجام گرفت. در مدل کمی بیشترین تراز سطح آب در ناحیه شرقی آبخوان ۱۳۹۶ متر و کمترین تراز سطح آب در منطقه جنوب غربی آبخوان ۱۲۶۳ متر، نزدیک به زهکش آب زیرزمینی برآورد گردید. خروجی مدل کیفی بیشترین غلظت کروم را در قسمت میانی آبخوان نشان داد. همچنین حرکت تدریجی منحنی حداکثر غلظت کروم آبخوان از مناطق مرکزی به سمت شرق و غرب آبخوان بود. به منظور ارزیابی واسنجی، از امکانات نرم افزار GMS مانند خطای میانگین (ME)، خطای میانگین مطلق (MAE) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد که مقادیر این پارامترهای آماری به ترتیب ۰۹/۰ ،۹۴۴/۰ و ۰۷۱/۱ متر برای مدل کمی و ۰۰۳/۰، ۰۰۴/۰ و ۰۰۸/۰ میلی گرم در لیتر برای مدل کیفی بود. نتایج مدل سازی کمی و کیفی آبخوان بیرجند نشان داد افت سطح آب زیرزمینی در مناطق غربی بیشتر از سایر نقاط می باشد و میزان غلظت کروم در مناطق میانی آب زیرزمینی بیرجند بیشتر از ۰۵/۰ میلی گرم در لیتر، حد مجاز استانداردWHO برای آب شرب است. در طی زمان شبیه سازی این غلظت افزایش پیدا می کند و به ۰۹/۰ میلی گرم در لیتر می رسد. همچنین تغییرات غلظت این آلاینده به نوسانات سطح آب زیرزمینی بستگی دارد و با افزایش سطح تراز آب می توان میزان کروم را در آبخوان کاهش داد. هم چنین در طی سالیان اخیر میزان غلظت کروم در آبخوان همواره روند افزایشی داشته است. با اعمال سناریو کاهش برداشت از آبخوان مساحت ناحیه بحرانی کمتر شده است و سناریو افزایش برداشت در مقایسه با کاهش برداشت تغییر کمتری را در غلظت و مساحت ناحیه بحرانی نشان داد.

آب زیرزمینی, مدل سازی کمی, مدل سازی کیفی, دشت بیرجند, MODFLOW