مدل‌سازی ناحیه اختلاط آب سطحی و زیرزمینی با استفاده از مدل‌های modflow، mt3d و rt3d

ناحیه‌ی اختلاط منطقه‌ی فعالی است که در آن آب‌های زیرزمینی و سطحی مخلوط می‌شوند و از این طریق، آلاینده‌های موجود در آب‌های سطحی به آب‌های زیرزمینی منتقل می‌شوند. در مطالعه حاضر به نقش ناحیه اختلاط رودخانه زرجوب و آبخوان فومنات و بررسی تاثیر آن بر کیفیت آب زیرزمینی از طریق مدل‌سازی پرداخته شده است. برای رسیدن به این هدف، در سال آبی 961395، از سه نقطه در رودخانه زرجوب و سه حلقه چاه در اطراف رودخانه زرجوب نمونه‌برداری انجام شد. در ادامه، ناحیه اختلاط برای دو پارامتر غیرواکنشی (tds) و واکنشی (no3) مورد بررسی قرار گرفت. هنگامی که هدف تعیین ناحیه اختلاط پارامتر tds بود با تغییر غلظت tds رودخانه و استفاده از مدل های modflow و mt3d رفتار آبخوان در مجاورت رودخانه زرجوب در دو فصل زراعی و غیرزراعی بررسی شد. نتایج نشان داد که ناحیه اختلاط در فصل غیرزراعی در فاصله 20 متری از رودخانه است. درحالی‌که این فاصله در فصل زراعی به طور قابل توجهی کمتر از 20 متری از رودخانه قرار می گیرد. همچنین ارزیابی غلظت tds آب زیرزمینی در دو فصل نشان داد که غلظت tds در فصل زراعی کاهش بیشتری نسبت به فصل غیرزراعی دارد که این می تواند به دلیل افزایش بهره برداری از آبخوان و سرعت بالاتر حرکت آب زیرزمینی در فصل زراعی باشد. سپس، برای تعیین ناحیه اختلاط پارامتر no3 از مدل های modflow و  rt3d استفاده شد. در این بخش برای تعیین اثر فعالیت های میکروبی، مدل در دو حالت اجرا شد. نتایج نشان داد که در حالت بدون اعمال تجزیه زیستی در ناحیه اختلاط، این ناحیه در فاصله 25 متری از رودخانه قرار می گیرد، درحالی که در حالت اعمال تجزیه زیستی، ناحیه اختلاط در فاصله کمتر از 20 متر قرار می گیرد.

Modeling Surface and Ground Water Hyporheic Zone Using MODFLOW, MT3D and RT3D Models

Hyporheic zone is an active area that groundwater and surface water are mixed together in that zone. Any existing contamination in the surface water can be transferred to groundwater through this zone. In this research, the hyporheic zone beneath Zarjoob River and above Foomanat Aquifer was investigated by modeling to understand the impact of river on groundwater quality. For this purpose, three stations and three nearby groundwater wells were selected and water samples were collected in Year 20062007. The hyporheic zone was modeled for TDS as conservative parameter and NO3 as nonconservative parameter. MODFLOW and MT3D were used to simulate TDS in the hyporheic zone in two seasons; the agricultural season and nonagricultural season. The results showed that the hyporheic zone in nonagricultural season is 20 m far from the river, while in the agricultural season it was significantly less than 20 m. The results also showed that the reduction rate of TDS in agricultural season was more than that in nonagricultural season. This could be due to more groundwater use and increase in groundwater flow velocity. In the next step, NO3 was simulated using MODFLOW and RT3D. The simulation was carried out for two scenarios; with and without biodegradation. The results showed that without considering biodegradation, the hyporheic zone would extend to 25 m far from the river while with biodegradation it would be reduced to 20 m.