بررسی فرونشست زمین در اثر استخراج آب های زیرزمینی در دشت هشتگرد با در نظر داشتن تغییر ضریب هدایت هیدرولیکی

چکیده فرونشست، پدیده ای است که با استخراج بیش از حد آب زیرزمینی رخنمود می کند و خسارات فراوانی را به ساختمان ها، دیوار ها، کانال ها، جاده ها، خطوط راه آهن، و لوله های انتقال آب، نفت، گاز، ... وارد می کند. به طور کلی تمام سازه های موجود در مقابل این پدیده آسیب پذیرند و اگر ناحیه یک زمین کشاورزی باشد، آنگاه به دلیل ترک های عمیق ناشی از فرونشست و هدر رفت آب آبیاری، خسارت متوجه زمین کشاورزی می شود. این پدیده در تعداد زیادی از کشورها از جمله ایران از چندین دهه پیش مشاهده گردید. متأسفانه تحقیق درباره این پدیده مهم و اساسی در ایران با تأخیر آغاز شده که این، باعث گشته پدیده ای که چند دهه پیش در استان کرمان آغاز شده بود امروز اکثر استان های ایران را فرا بگیرد. تحقیق بر روی این پدیده و پیش بینی آینده فرونشست و بررسی راه های کنترل و به حداقل رسانی آن بسیار حائز اهمیت است و هدف اصلی تحقیق پیش رو نیز برداشتن گامی کوچک در همین راستاست که امید است مفید باشد. مدل سازی این تحقیق توسط نرم افزار pmwin pro7 انجام گرفت که قابلیت شبیه سازی فرونشست ناشی از استخراج بی رویه آب های زیرزمینی را داراست. بر طبق نتایج حاصل از مدل سازی و افت سطح آب در 28 چاه مشاهده ای، واسنجی با تغییر ضرایب هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه، و همچنین کمک گیری از بسته نرم افزاری pest انجام گرفت. این فرآیند برای مهر 1380 تا مهر 1387 صورت پذیرفت و سپس داده های افت سطح آب از مهر 1388 تا مهر 1390، برای صحت سنجی استفاده گردید. همچنین با به کارگیری ضریب ذخیره غیر الاستیک و فرونشست مشاهده ای توسط ماهواره در بازه زمانی تیر 1387 تا بهمن 1387، مدل کالیبره گردید. پس از واسنجی و صحت سنجی و استفاده از داده های فرونشست حاصل از سنجش از راه دور، در نهایت، مدل، قابلیت پیش بینی فرونشست را پیدا کرد و فرونشست برای 5 سال بعد یعنی دوره زمانی 1390 تا 1395، با فرض 3 سناریوی مختلف پیش بینی شد. در سناریوی اول- پیش بینی با فرض ادامه پمپاژ فصلی از چاه های موجود تا سال 1395- مقدار فرونشست 91/1 متر (با حدود 18% افزایش نسبت به سال 1390) به دست آمد، و در سناریوی دوم - با فرض افزایش 25 درصدی پمپاژ از چاه های موجود- مقدار فرونشست 32/2 متر (با حدود 44% افزایش نسبت به سال 1390) پیش بینی گردید، و نهایتاً در سناریوی سوم - با فرض کاهش 25 درصدی پمپاژ از چاه های موجود- مقدار فرونشست 59/1 متر به دست آمد، که نسبت به سال 1390 تقریباً ثابت است. در ضمن، تأثیر تغییر ضریب هدایت هیدرولیکی در اثر فرونشست، بررسی گردید و مطابق حالت قبل در 3 سناریوی مختلف بررسی شد. در سناریوی اول- پیش بینی با فرض ادامه پمپاژ از چاه های موجود تا سال 1395- مقدار فرونشست 89/1 متر به دست آمد، که دو سانتی متر کمتر از میزان فرونشست در حالت ضرایب ثابت بود. و در سناریوی دوم - با فرض افزایش 25 درصدی پمپاژ از چاه های موجود- مقدار فرونشست 29/2 متر محاسبه گردید، که باز دو سانتی متر کمتر از میزان فرونشست در حالت ضرایب ثابت بود. و نهایتاً در سناریوی سوم - با فرض کاهش 25 درصدی پمپاژ از چاه های موجود- مقدار فرونشست 59/1 متر به دست آمد، که نسبت به سال 1390 تقریباً ثابت بود. البته تأثیر بسیار اندک تغییر ضرایب هیدرودینامیکی در میزان فرونشست، چتدان منطقی به نظر نمی رسد و نیاز به بررسی و مطالعه بیشتر دارد.