هیدروژئولوژی و هیدروژئوشیمی آبخوان دشت مراغه- بناب با استفاده از مدلسازی آب زیرزمینی

محدودیت منابع آبهای سطحی و بهره برداری بیش از اندازه از آبخوانها و همچنین ورود آلاینده های از طریق فعالیتهای کشاورزی، صنعتی و شهری باعث تحمیل خسارات جبران ناپذیری به منابع آبهای زیرزمینی کشور می شود. جلوگیری از افت کمّی و کیفی، مدیریت بهره برداری و حفاظت از آبهای زیرزمینی نیاز به شناخت کامل آن و پیش بینی شرایط آیند? آن دارد که این کار با مدلسازی سیستم مورد نظر ممکن است. هدف از این تحقیق، بررسی هیدروژئولوژی و هیدروشیمی منطقه،? خصوصیات آبخوان دشت مراغه- بناب، تشخیص کیفیت آب زیرزمینی منطقه از نظر ماهیت و عوامل موثر بر آن، بررسی آلودگیهای موجود در آبهای زیرزمینی، مدلسازی کمّی و کیفی آب زیرزمینی، بررسی آسیب پذیری آب زیرزمینی و در نهایت ارائه راهکارهای مدیریتی در منطق? مورد مطالعه می?باشد. نتایج روشهای گرافیکی مانند نمودارهای استیف و پایپر به ترتیب نشان دهنده 9 منشأ مختلف و نیز سه تیپ کلی بیکربنات کلسیم، کلرید سدیم، و تیپی که هیچ آنیون وکاتیونی غالب نیست، برای منابع آب زیرزمینی منطقه می-باشند. بر اساس شاخص کیفی آب محاسبه شده از 54/25 تا 35/194، 3 دسته کیفی در دشت مراغه- بناب مشخص شد. 22 درصد نمونه های آب زیرزمینی در دسته عالی (86 کیلومتر مربع)، حدود 58 درصد در دسته خوب (200 کیلومتر مربع) و 20 درصد آنها در دسته ضعیف (45 کیلومتر مربع) قرار گرفته اند. با استفاده از روش خوشه بندی مرتبه ای داده های هیدروشیمیایی به پنج گروه تقسیم شده اند و همچنین روش تجزیه به عوامل، سه عامل موثر بر هیدروشیمی منطقه را شناسایی کرد که اصلی ترین عامل نشان دهنده تأثیر پسابهای صنعتی است (anthropogenic factor)، است. در مرحله بعدی پس از تهیه مدل مفهومی منطقه با استقاده از مدل femwater در نرم افزار9.0.3 gms، مدلسازی کمی آبخوان مراغه-بناب انجام شد. مرحله واسنجی این مدل نشان داد که با تلفیق دو روش واسنجی خودکار می توان به دقت مطلوبتری دست یافت. در نهایت پس از انجام آنالیز حساسیت برای پارامترهای هدایت هیدرولیکی و عمق سنگ کف، با استفاده از روش مونت کارلو اقدام به بررسی عدم قطعیت مدل شد و میزان احتمال قطعیت مدل 99 درصد بدست آمد. بررسی سناریوهای مختلف نشان داد که با افزایش 25 درصدی میزان پمپاژ ازآبخوان میزان بیلان منفی خواهد شد لذا می بایست در جهت جلوگیری از افزایش برداشت اقدامات جدی صورت گیرد. شبیه سازی انتقال آلودگی با استفاده از مدل mt3dms در منطقه، نشان داد که پس از گذشت 2000 روز غلظت شبیه سازی شده کلر در محل توده تا 5000 میلی گرم در لیتر و تا شعاع 3000 متری در جهت جریان گسترش می یابد. همچنین با استفاده از برنامه کامپیوتری modpath اقدام به محاسب? خطوط مسیر ردیابی آلاینده های موجود در آبخوان گردید به طوری که با استفاده از این روش مسیر حرکت الاینده ها در محیط اشباع قابل پیگیری است. به منظور ارزیابی پتانسیل آلودگی در آبخوان، از ترکیب روش دراستیک و سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده شد و نقشه نهایی با داده های غلظت نیترات مقایسه شد و نتایج نشان داد که همبستگی نسبی بین غلظت نیترات و شاخص دراستیک وجود دارد. سپس، بهینه سازی مدل دراستیک با استفاده از روشهای هوش مصنوعی شامل فازی ساجنو، فازی ممدانی، شبکه عصبی و نروفازی انجام شد. ضریب تعیینی بین شاخص آسیب پذیری و مقادیر نیترات هر یک از مدلهای هوش مصنوعی برای مدلهای فازی ساجنو، فازی ممدانی، شبکه عصبی و نروفازی به ترتیب 97/0، 76/0، 89/0 و 98/0 محاسبه شد. با توجه به نتایج بدست آمده از مدلهای مختلف، روش نروفازی به عنوان مدل بهینه انتخاب شد. بر اساس مدل نهایی، حدود 4/74 درصد منطقه مطالعاتی در دسته آسیب پذیری کم، 9/24 درصد در دسته آسیب پذیری متوسط و بقیه در دسته آسیب پذیری بالا قرار می گیرند که بیشتر نواحی غربی آبخوان را شامل می شوند.