زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

مخروط افتِ حریم تأثیر در چاه‌های آب در آبخوان‌های‌‌ آزاد آبرفتی و اثر پارامترهای فیزیکی آبخوان بر آن‌

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران
2 گروه فیزیک، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران
چکیده
حریم تأثیر چاه منطقه‌ای است که فعالیت چاه باعث تغییر تراز آب در آن می‌شود. حریم تأثیر در تعیین حریم‌های حفاظت مورد توجه است؛ اما هنوز در این خصوص روابط قابل استنادی ارائه نشده و عدم ارتباط آن‌ها هم تایید نشده؛ و این ناشی از عدم شناخت دقیق حریم تأثیر در برخی از آبخوان‌ها است. این مطالعه با استفاده از مدل مادفلو به منظور شناخت اثر پارامترهای فیزیکی آبخوان بر مخروط افت در یک آبخوان آزاد آبرفتی دارای سطح آب شیب‌دار انجام شد؛ و چون تاکنون چنین پژوهشی گزارش نشده، نتایج آن گونه‌ای نوآوری است. نتایج نشان ‌داد که گرچه ممکن است به علت محدودیت در سنجش و نمایش، اثر یک چاه در بخش‌هایی از آبخوان نادیده گرفته شود اما در عمل حریم تأثیر هر چاه تا مرزهای فیزیکیِ خارجی گسترش خواهد یافت. نتایج مشخص‌ کرد که در حریم تأثیر دو نوع مخروط افت حقیقی و نظری قابل بحث است و باید هرکدام جداگانه مورد تحلیل قرار گیرد. مشخص شد که پارامترهایی نظیر هدایت هیدرولیکی، ضخامت اشباع، ضریب انتقال، انیزوتروپی افقی، شیب بستر و مقدار تغذیه در آبخوان آزاد شیب‌دار اثری دوگانه بر مخروط افت دارند و اگر بالا بودن آن‌ها باعث کاهش افت در فواصل کم شود، در فواصل دور باعث افزایش افت می‌شود. مشخص شد که ناهمگنی‌ معمولی تغییر چندانی بر مخروط افت ندارد و علت آن اثرات معکوس هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه بر مقدار افت است. معلوم شد که هدایت هیدرولیکی، انیزوتروپی افقی و آبدهی ویژه اثری شدید ولی انیزوتروپی عمودی و ناهمگنی اثری ناچیز بر مخروط افت دارند.
کلیدواژه‌ها

Ahmadi, A., Chitsazan, M., Mirzaee, S. Y., Nadri, A. 2022. The effects of aquifer and well parameters on Capture Zone and Discharge Zone in alluvial unconfined aquifers [Original Research]. Journal of Engineering Geology, 16(2), 180-207. https://doi.org/10.22034/jeg.2023.16.2.1019241
Ahmadi, A., Chitsazan, M., Mirzaee, S. Y., Nadri, A. 2023. The effects of influence radius and drawdown cone on the areas related to the protection of water wells. Journal of Hydrology, 617, 129001. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.129001
Barrash, W., Dougherty, M. E. 1997. Modeling axially symmetric and nonsymmetric flow to a well with MODFLOW, and application to Goddard2 well test, Boise, Idaho. Groundwater, 35(4), 602-611. https://doi.org/https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.1997.tb00125.x
Barry, D., Parlange, J.-Y., Li, L. 2000. Approximation for the exponential integral (Theis well function). Journal of Hydrology, 227, 287 - 291. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S0022-1694(99)00184-5
Bresciani, E., Shandilya, R. N., Kang, P. K., Lee, S. 2020. Well radius of influence and radius of investigation: What exactly are they and how to estimate them? Journal of Hydrology, 583, 124646. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124646
Cooper Jr, H., Jacob, C. E. 1946. A generalized graphical method for evaluating formation constants and summarizing well‐field history. Eos, Transactions American Geophysical Union, 27(4), 526-534. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/TR027i004p00526
Darcy, H. 1856. Les fontaines publiques de la ville de Dijon: Exposition et application des principes à suivre et des formules à employer dans les questions de distribution d'eau (Vol. 2). V. Dalmont. https://doi.org/http://books.google.com
Dragoni, W. 1998. Some considerations regarding the radius of influence of a pumping well. Hydrogéologie (Orléans)(3), 21-25.
Dupuit, J. E. 1863. Études théoriques et pratiques sur le mouvement des eaux dans les canaux découverts et à travers les terrains perméables. Dunod, Paris, 352 pp.
Langevin, C. D., Hughes, J.D., Banta, E.R., Niswonger, R.G., Panday, Sorab, and Provost, A.M. 2017. Documentation for the MODFLOW 6 Groundwater Flow Model: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 6, chap. A55, 197 p. https://doi.org/https://doi.org/10.3133/tm6A55
Louwyck, A., Vandenbohede, A., Libbrecht, D., Van Camp, M., Walraevens, K. 2022. The Radius of Influence Myth. Water, 14(2), 149. https://doi.org/https://doi.org/10.3390/w14020149
McDonald, M. G., Harbaugh, A. W. 1988. A modular three-dimensional finite-difference ground-water flow model (Techniques of Water-Resources Investigations of the U.S. Geological Survey Issue book 6, chap. A1).
Moench, A. F. 1997. Flow to a well of finite diameter in a homogeneous, anisotropic water table aquifer. Water Resources Research, 33(6), 1397-1407. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/97WR00651
Neuman, S. P. 1972. Theory of flow in unconfined aquifers considering delayed response of the water table. Water Resources Research, 8(4), 1031-1045. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/WR008i004p01031
Neuman, S. P. 1974. Effect of partial penetration on flow in unconfined aquifers considering delayed gravity response. Water Resources Research, 10(2), 303-312. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/WR010i002p00303
Theis, C. V. 1935. The relation between the lowering of the piezometric surface and the rate and duration of discharge of a well using ground‐water storage. Eos, Transactions American Geophysical Union, 16(2), 519-524. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/TR016i002p00519
Thiem, G. 1906. Hydrologische Methoden: Leipzig, Germany. JM Gebhardt, 56p.
Vatankhah, A. R. 2014. Full-range solution for the Theis well function. Journal of Hydrologic Engineering, 19(3), 649-653. https://doi.org/DOI:10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000833
Winston, R. B. 2019. ModelMuse Version 4: a graphical user interface for MODFLOW 6. Scientific Investigations Report-US Geological Survey(2019-5036).
Zhai, Y., Cao, X., Jiang, Y., Sun, K., Hu, L., Teng, Y., Wang, J., Li, J. 2021. Further discussion on the influence radius of a pumping well: A parameter with little scientific and practical significance that can easily be misleading. Water, 13(15), 2050. https://doi.org/https://doi.org/10.3390/w13152050