رهیافتی بر تعیین هدایت هیدرولیکی آبخوان آبرفتی: مطالعه موردی آبخوان دشت انار

یکی از مشکلات کشور ما ایران در دهه های اخیر، کاهش حجم ذخایر استراتژیک آب زیرزمینی به دلیل برداشت های بی رویه از آبخوان ها است. مطالعه ویژگی های هیدرودینامیکی و هیدرولیکی آبخوان ها جهت مدیریت و حفاظت از منابع آب زیرزمینی ضروری و نیازمند داده های دقیق، در دسترس و قابل راستی آزمایی است. یکی از مهم ترین پارامترهای بنیادین در محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان ها، قابلیت هدایت هیدرولیکی یا قابلیت نفوذپذیری رسوبات آبخوان می باشد. امروزه روش های مختلفی با دقت متفاوت برای محاسبه ضریب هدایت هیدرولیکی در صحرا و آزمایشگاه وجود دارد، که بسته به داده های در دسترس، مدت زمان و هزینه پژوهش، می توان از یک یا چند روش به طور هم زمان جهت محاسبه ضریب فوق استفاده کرد. در این پژوهش با تعیین ضرایب هیدرولیکی رسوبات آبرفتی آبخوان دشت انار، ساختار نفوذپذیری و ویژگی هیدروژئولوژیکی این رسوبات در مناطق مختلف آبخوان با روش‌های مختلفی بررسی شده است: (1) بر اساس ضریب قابلیت انتقال آبخوان در سه نقطه از دشت، محاسبه متوسط هدایت هیدرولیکی 5-10×57/4 متر در ثانیه به دست آمد. (2) هدایت هیدرولیکی رسوبات دشت با محاسبه میانگین مقدار هدایت هیدرولیکی ذاتی رسوبات از طریق 16 لوگ حفاری به‌دست‌آمده از چاه‌های مشاهده ای با استفاده از نمودار فریز و چری 4-10×02/1 متر بر ثانیه تخمین زده شد. (3) هدایت هیدرولیکی این رسوبات از طریق آزمایش پمپاژ دو حلقه چاه بهره‌برداری نیز با استفاده از معادله تایم 3-10×42/5 متر بر ثانیه محاسبه شد. (4) هدایت هیدرولیکی برآورد شده از توزیع تخلخل و اندازه دانه با استفاده ازتجزیه وتحلیل تصاویر مقطع نازک رسوبات آبخوان در دو محل در شمال و جنوب دشت انار 3-10×56/1 متر بر ثانیه اندازه گیری شد. تفاوت مقادیر هدایت هیدرولیکی رسوبات آبرفتی آبخوان در مناطق مختلف دشت انار به ویژگی‌های رسوب‌شناسی مثل جنس، اندازه، جورشدگی، گردشدگی، سیمان شدگی رسوبات و هم چنین ویژگی‌های هیدروژئولوژیکی محیط جریان و خواص سیال مثل چگالی، لزجیت و دمای سیال و در نهایت روش محاسبه بستگی دارد. با توجه به نتایج این پژوهش، یکی از دقیق ترین روش های بررسی پارامترهای هیدروژئولوژیکی و محاسبه هدایت هیدرولیکی رسوبات آبخوان، تجزیه و تحلیل تصاویر مقاطع نازک تهیه شده از رسوبات آبخوان است. از این روش برای اولین بار برای محاسبه هدایت هیدرولیکی رسوبات آبخوان دشت انار استفاده شده است. با توجه به مقایسه مقادیر هدایت هیدرولیکی به دست آمده از روش های متفاوت، این روش دارای دقت قابل قبولی برای محاسبه تخلخل و هدایت هیدرولیکی رسوبات ابخوان های آبرفتی است.

An Approach to Determining Hydraulic Conductivity of the Alluvial Aquifers: Case Study of the Anar Plain Aquifer

One of the problems of our country, Iran, in recent decades is the reduction of strategic groundwater reserves due to improper withdrawals from aquifers. The study of hydrodynamic and hydraulic properties of aquifers is necessary for the management and protection of groundwater resources and requires accurate, accessible and verifiable data. One of the most important fundamental parameters in calculating the hydrodynamic coefficients of aquifers is the hydraulic conductivity or permeability of aquifer sediments. Today, there are different methods with different accuracy for calculating the hydraulic conductivity in the field and laboratory, which depending on the available data, duration and cost of research, can be one or more methods simultaneously. In this research, by determining the hydraulic coefficients of alluvial sediments of Anar plain aquifer, the permeability structure and hydrogeological characteristics of these sediments in different parts of the aquifer have been investigated by different methods: (1) Based on the aquifer transfer coefficient at three points of the plain, the calculation of the average hydraulic conductivity was 4.57 × 10-5 m.s-1. (2) Hydraulic conductivity of plain sediments was calculated by calculating the average amount of intrinsic hydraulic conductivity of sediments through 16 drilling logs obtained from observation wells using Freeze and Cherry diagrams of 1.02×10-4 m.s-1. (3) The hydraulic conductivity of these sediments was calculated through the pumping test of two exploitation wells using the Thiem equation of 5.42×10-3 m.s-1. (4) The estimated hydraulic conductivity of the porosity distribution and grain size was measured by analyzing the thin section images of aquifer sediments in two places in the north and south of Anar plain, 1.56×10-3 m.s-1. Differences in hydraulic conductivity of aquifer alluvial sediments in different parts of Anar plain depends to sedimentological characteristics such as material, size, sorting, rounding, cementation of sediments as well as hydrogeological characteristics of flow environment and fluid properties such as density, viscosity and fluid temperature and final the calculation method. According to the results of this study, one of the most accurate methods for investigating hydrogeological parameters and calculating the hydraulic conductivity of aquifer sediments is the analysis of thin sections prepared from aquifer sediments. This method has been used for the first time to calculate the hydraulic conductivity of aquifer sediments in Anar plain. Considering the comparison of hydraulic conductivity obtained from different methods, this method has acceptable accuracy for calculating the porosity and hydraulic conductivity of alluvial aquifer sediments.