زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

کاهش عدم‌قطعیت در برآورد پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان‌های آبرفتی ناهمگن با استفاده از تلفیق مبتنی بر AHP داده‌های آزمون پمپاژ، ژئوفیزیک و دانه‌بندی: رهیافت‌هایی از دشت گل‌گیر در جنوب‌غرب ایران

نویسندگان
1 دانشگاه شهید چمران اهواز
2 دانشگاه شیراز
چکیده
برآورد دقیق پارامترهای هیدرودینامیکی در آبخوان‌های آبرفتی ناهمگن از چالش‌های اساسی در مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی است، زیرا روش‌های مختلف اندازه‌گیری در مقیاس‌های مکانی گوناگون نتایج متفاوتی ارائه می‌دهند. در این پژوهش، پارامترهای هدایت هیدرولیکی، ضریب ذخیره و آبدهی ویژه با استفاده از سه روش شامل آزمون پمپاژ، مطالعات ژئوفیزیکی و تحلیل دانه‌بندی ذرات برآورد و سپس با بهره‌گیری از فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) در قالب یک چارچوب تلفیقی ادغام شدند. به‌منظور ارزیابی عدم‌قطعیت، از شاخص آماری ضریب تغییرات (CV) استفاده شد. نتایج آزمون پمپاژ نشان داد که هدایت هیدرولیکی در بازه 0.416 تا 0.524 متر بر روز با میانگین 0.475 متر بر روز و ضریب تغییرات حدود 8 درصد قرار دارد که بیانگر قابلیت اعتماد بالای این روش است. در مقابل، روش ژئوفیزیکی میانگین حدود 3.9 متر بر روز و ضریب تغییرات نزدیک به 41 درصد را نشان داد که بیانگر ناهمگنی فضایی و عدم‌قطعیت بالاتر است. روش دانه‌بندی ذرات بیشترین پراکندگی را با دامنه 0.7 تا 8 متر بر روز و ضریب تغییرات بیش از 50 درصد ارائه داد. تلفیق نتایج با AHP و تخصیص وزن بیشتر به آزمون پمپاژ، وزن متوسط به دانه‌بندی و وزن کمتر به ژئوفیزیک، موجب کاهش سوگیری روش‌ها و بهبود سازگاری فضایی نتایج شد. بر اساس نتایج نهایی، بیشترین مقادیر هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه در شرق و شمال‌شرق و کمترین آن‌ها در غرب و شمال‌غرب دشت مشاهده شد. این رویکرد تلفیقی چارچوبی کارآمد برای مدیریت عدم‌قطعیت و بهبود تصمیم‌گیری در آبخوان‌های ناهمگن فراهم می‌کند.
کلیدواژه‌ها

 Arulbalaji, P., Padmalal, D., Sreelash, K. (2019(. GIS and AHPTechniques Based Delineation of Groundwater Potential Zones: a case study from Southern Western Ghats. India. National Centre for Earth Science Studies, Thiruvananthapuram, Kerala, India.
 Alabi, A. A., Olatunji, O., & Adepelumi, A. A. (2024). Integrating grain-size analysis and geophysical data for hydraulic parameter estimation in heterogeneous aquifers. Environmental Earth Sciences, 83, 112.
 Antonakos, A & Lamberkis, N. (2000). Hydrodynamic Charavteristics and Nitrate Properties Propagation Sparta Aquifer. Wat. Res. Vol. 34, No. 16, pp. 3977-3986.
 Asghari Moghadam, A. (2010). Principles of Groundwater Identification. University of Tabriz Press, 1st ed., 339 p. (In Persian).
 Arulbalaji, P., Padmalal, D., Sreelash, K. (2019). GIS-based multi-criteria evaluation for identification of groundwater potential zones using AHP technique. Journal of Hydrology, 575, 970–989.
 Bashandy, A. M., Bekhit, H. M., & Radwan, H. G. (2024). Uncertainty assessment of aquifer hydraulic parameters from pumping test data. Applied Water Science, 14, 84.
 Boadu, F. K. (2021). Hydraulic conductivity estimation from grain-size distribution: Limitations and scale effects in heterogeneous aquifers. Journal of Hydrology, 603, 126980.
 Bouwer, H. (1978). Groundwater Hydrology. Hill Book Company, New Yorh.NY (in press, scheduled for 1978.
 Bouwer, H. and Rice, R. C. (1976). A slug test for determining hydraulic conductivity of unconfined aquifers with completely or partially penetrating wells. Water Resour.
 Ikard, S., Minsley, B. J., Rigby, J. R., & Kress, W. (2023). A model of transmissivity and hydraulic conductivity from electrical resistivity distribution derived from airborne electromagnetic surveys of the Mississippi River Valley Alluvial Aquifer, Midwest USA. Hydrogeology Journal.
 Khadri, A., Kalantari, N. (2019). Estimation of aquifer specific yield using different methods and assessment of extractable groundwater volume. Hydrogeology, Vol. 4, No. 2, Winter 2019, pp. 92–107. (In Persian).
 Khaledi Alamdari, M., Majnooni Haris, A., Fakheri Fard, A. (2022). Estimation of hydraulic conductivity and storage coefficient of the Shabestar Plain aquifer using a numerical model. Hydrogeology, Vol. 7, No. 1, Summer 2022. (In Persian).
 Khaledi, M., Majnooni Haris, A., Fakheri‑Fard, A. (2019). Determination of hydraulic conductivity based on corrected transmissivity and the effect of well density and groundwater overexploitation on the Shabestar Plain aquifer. Hydrogeology, Vol. 3, No. 2, Winter 2019. (In Persian).
 Kruseman, G. P., De Ridder, N. A., & Verweij, J. M. 1970. Analysis and evaluation of pumping test data. Vol. 11, p. 200. Wageningen, The Netherlands: International institute for land reclamation and improvement.
 Mazraehasl, S., Akbari, F., Irani‑Asl, A., Shafiei, L. (2024). Comparison of hydrodynamic coefficients of the Dalun‑Meydavood Plain using grain‑size analysis, geophysical methods, and pumping test. Engineering Geology Quarterly, Vol. 18, No. 1. (In Persian).
 McLaughlin, D., & Johnson, W. K. (1987). Comparison of three groundwater modeling studies. Journal of Water Resources Planning and Management, 113(3), 405-421.
 Mu, Y., Zhu, L., Shen, T., Zhang, M., & Zhao, Y. (2020). Influence of correlation scale errors on aquifer hydraulic conductivity inversion precision. Water Science and Engineering, 13(3), 243–252.
 Neuman, S.P. (2005). Trends, prospects and challenges in quantifying flow and transport through fractured rocks. Hydrogeol J 13, 124–147.
 Novinpour, A. A., Bagheri, Y., Nadiri, A. A., Naderi, K. (2019). Estimation of hydraulic conductivity of the Baruq aquifer using Sugeno and Mamdani fuzzy models. Hydrogeology, Vol. 3, No. 2, Winter 2019. (In Persian).
 Olabode, O.P., San, L.H. (2023). Analysis of soil electrical resistivity and hydraulic conductivity relationship for characterisation of lithology inducing slope instability in residual soil. Geo-Engineering 14, 7.
 Pechstein, A., & Copty, N. K. (2021). Interpretation of pumping tests in heterogeneous aquifers with constant head boundary. Ground Water, 59(4), 517–523.
 Saranya, T., & Saravanan, S. (2020). Groundwater potential zone mapping using analytical hierarchy process (AHP) and GIS. Modeling Earth Systems and Environment, 6, 1787–1802.
 Saranya, T., and Saravanan, S. (2020). Groundwater potential zone mapping using analytical hierarchy process (AHP) and GIS for Kancheepuram District, Tamilnadu, India. Modeling Earth Systems and Environment.
 Savita, RS., Mittal, HK., Satishkumar, U. (2018). Delineation of groundwater potential zones using remote sensing and GIS techniques in Kanakanala reservoir subwatershed, Karnataka. Int J Curr Microbiol Appl Sci 7:273–288.
 Taheri Tizro, A., Abedini, S., Kamali, M. (2017). Estimation of hydraulic parameters of aquifer layers using the geoelectrical method (Case study: Chahardouli Plain). Hydrogeology, Vol. 2, No. 1, Autumn 2017. (In Persian).
 Theis,C.V. (1935). The Relation between the Lowering of the Pizometric Surface and the Rate and
Duration of Discharge of a Well Using Groundwater Storage. Transactions, American Geophysical :union:, 68, 519–524.
 Todd, David K., Larry W. Mays. (2005). Groundwater hydrology. 3rd Edition, Jon Wiley & Sons, Publications, 146-448.
 Tork‑Qashqaei Nejad, S., Chitsazan, M., Mirzaei, Y. (2017). Estimation of aquifer hydrodynamic parameters using geoelectrical studies (Case study: Golgir aquifer, Khuzestan). Hydrogeology, Vol. 1, No. 2, Winter 2017. (In Persian).
 Zhang, Y., Liu, J., & Chen, X. (2022). Evaluating grain-size–based hydraulic conductivity estimates in alluvial aquifers with strong heterogeneity. Hydrogeology Journal, 30(4), 1273–1288.