تحلیل عددی نشست زمین ناشی از برداشت آب از چاه پمپاژ در نواحی شهری

نشست زمین برابر با مقدار جابه‎جایی قائم زمین در یک بازه زمانی مشخص است. افت سطح ایستابی در چاه‏های برداشت آب، یکی از عوامل وقوع نشست است که می‏تواند باعث خسارات جبران ‌ناپذیری به سازه‏های سطحی و زیرسطحی به‎ویژه در مناطق شهری شود. در این تحقیق میزان نشست ناشی از برداشت آب از چاه پمپاژ و تعیین عوامل موثر بر آن تخمین زده می‎شود. به این منظور با جمع‌آوری اطلاعات دو چاه برداشت آب واقع در محدوده شهر کاشان، تحلیل نشست براساس روش عددی المان محدود و به‎کمک نرم‏افزار plaxis2d انجام شده است. نتایج این مطالعه نشان می‏دهد که پمپاژ آب طی یک سال باعث افت سطح ایستابی و در نتیجه نشست زمین در حد چند سانتی‏متر شده، ولی تحت شدت جریان ثابت برداشت آب از چاه، مقدار نشست در چاه‏های مورد مطالعه ناهمگن و متفاوت است. هم‎چنین افزایش شدت جریان برداشت آب از چاه تا 700 مترمکعب در روز و افزایش عمق چاه برداشت تا 500 متر باعث افزایش نشست شده، ولی بعد از آن مقدار نشست ثابت باقی می‌ماند. لذا می‏توان نتیجه گرفت که شدت جریان و عمق برداشت آب از چاه، بر میزان نشست زمین موثر بوده و باید مدیریت شود.

Numerical Analysis of Land Subsidence due to Water Withdrawal from Pumping Well in Urban Areas

Land subsidence is defined as equal to the vertical displacement of the ground over a specified time.  Declining water table elevation is one of the main causes of subsidence that can cause irreparable damage to surface and subsurface structures, especially in urban areas. In this research, the magnitude of subsidence due to water withdrawal from the pumping well has been estimated, and the factors affecting it have been determined. For this purpose, by collecting data from two water wells located in Kashan city, the subsidence analysis was performed based on the finite element numerical method using PLAXIS2D software. The results show that the water pumping during one year causes a decrease in the water table elevation and, as a result, the land subsidence by a few centimeters, but under a constant flow rate of water withdrawal from the well, the magnitude of subsidence in the studied wells is heterogeneous. Also, increasing the water withdrawal flow rate from wells up to 700 m3/day and the depth of wells up to 500 meters has increased subsidence, but after that, the amount of subsidence remains constant. Therefore, it can be concluded that the flow rate and depth of water withdrawal from the well are effective on the land subsidence and must be managed.