بررسی اندرکنش جریان آب زیرزمینی شهری و ساخت دیوارهای آب‌بند بتنی زیرسطحی با رویکرد مدل‌سازی عددی (مطالعه موردی: شهر کربلا، عراق)

در طرح‌های عمرانی شهری، اندرکنش جریان آب‌های زیرزمینی و سازه‌های زیرسطحی از جمله دیوارهای آب‌بند، حائز اهمیت است. استفاده از رویکرد مدل‌سازی برای بررسی این اندرکنش‌ها می‌تواند در برنامه‌ریزی برای اجرا و پیش‌بینی راهکارهای کاهش اثرات نامطلوب راهگشا باشد. در این مطالعه، کد عددی modflow با بسته hfb جهت شبیه‌سازی سه‌بعدی سیستم آب زیرزمینی یک محدوده شهری واقع در شهر کربلا، کشور عراق، با در نظرگرفتن لایه‌بندی و ناهمگنی زمین‌شناسی منطقه و دیوارهای آب‌بند ساخته شده، به کار رفته است. دیوارهای آب‌بند بتنی با عمق 40 متر با هدف کاستن موضعی سطح تراز آب زیرزمینی برای ساخت اماکن در زیر سطح زمین اجرا شده‌اند. در فرآیند واسنجی و اعتبارسنجی، از داده‌های اندازه‌گیری سطح تراز آب زیرزمینی در 28 چاه مشاهداتی از بهمن‌ماه 1395 تا مهرماه 1397 استفاده شده است. هدف مورد نظر، بررسی اندرکنش جریان آب‌های زیرزمینی و ساخت آب‌بندهای بتنی مبتنی بر طرح‌های توسعه است. نتایج نشان می‌دهد که در توسعه فازهای موردنظر، تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی تا بیش از یک متر نیز نسبت به شرایط قبل از توسعه در پشت دیوارهای آب‌بند رخ می‌دهد. برای نمونه، در شرایط فاز ساخته شده، تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی بین 0/55-(حداکثر افت) تا 0/44 متر(حداکثر افزایش) می‌باشد در حالی‌که با تکمیل کامل فازها، این تغییرات بین 1/06- (حداکثر افت) تا 0/14 متر (حداکثر افزایش) خواهد شد. ممانعت از ورود آب به بخش‌های تحتانی اماکن و حفظ پایداری سازه‌های مجاور از مواردی است که باید با اتخاذ راهکارهای فنی و مدیریتی پیشنهاد شده در این مطالعه مدنظر قرار گیرد.

Investigation on urban groundwater flow and construction of subsurface concrete cutoff walls interaction using a numerical modeling approach (case study: Karbala city, Iraq)

In urban development projects, it is important the interaction of groundwaterflow and subsurfacestructures, including cutoffwalls. Using a modeling approach to investigate these interactions can be helpful in planning to implement and strategies to reduce the adverseeffects. In this study, the numericalcode MODFLOW has been used with HFB package to simulate the threedimensional groundwatersystem of an urban area in Iraq, taking into account the geological layering and heterogeneity and the constructed cutoffwalls. These 40meterdeep concrete cutoffwalls have been constructed with the aim of locally groundwaterlevel reduction to provide an ability to build the designed constructions under groundlevel. For calibration and validation of model, the measured data of groundwaterlevel in 28 observation wells from February 2016 to September 2018 have been used. The aim is to investigate the interaction between the construction of subsurface concrete cutoffwalls and groundwatersystem based on development plans. The results show that in the development of considered phases, an increase or decrease in groundwaterlevel can occur up to more than onemeter compared to predevelopment conditions next to cutoffwalls. For example, under the constructed phase condition, the groundwater level changes are between 0.55 (maximum drop) to 0.44 meters (maximum increase) while with the completion of all phases, these changes are between 0.06 (maximum drop) to 0.14 meters (maximum increase), respectively. Preventing the water entering to the lower parts of constructions and maintaining the stability of adjacent structures are some of the issues, which should be observed considering the technical and managerial solutions suggested in this study.