تحقیقات منابع آب ایران

تحقیقات منابع آب ایران

بررسی آزمایشگاهی و تحلیلی تأثیر نرخ برداشت بر مکانیزم‌های هم‌زمان پیشروی جبهه و بالاآمدگی آب شور در آبخوان‌های ساحلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران
2 گروه مهندسی عمران، واحد فیروزآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزآباد، ایران
3 گروه مهندسی عمران، واحد استهبان، دانشگاه آزاد اسلامی، استهبان، ایران
10.22034/iwrr.2026.598628.3038
چکیده
مدیریت پایدار آبخوان‌های ساحلی نیازمند درک هم‌زمان دینامیک افت پیزومتریک، پیشروی آب شور و بالاآمدگی مخروطی است. در این پژوهش، ۲۴ آزمایش در یک فلوم شیشه‌ای شفاف به طول ۳۰۰، ارتفاع ۸۰ و عرض ۲۰ سانتی‌متر انجام شد. در این آزمایش‌ها، هشت چاه با فواصل ۲۵ تا ۲۰۰ سانتی‌متر از مرز آب شور و دبی‌های ۱۰، ۲۰ و ۳۰ لیتر بر دقیقه بررسی شد، تغییرات مرز آب شور و مخروط افت با تصویربرداری دیجیتال و پردازش تصاویر در محیط متلب استخراج و تحلیل شد. نتایج نشان داد افزایش دبی پمپاژ از ۱۰ به ۳۰ لیتر بر دقیقه، افت تراز نهایی را % 4/90 افزایش از cm 6/14 به cm 8/27 و زمان رسیدن به تعادل را % 9/41 کاهش از 1075 به 625 ثانیه داد. در چاه‌های ساحلی، حساسیت پیشروی افقی نسبت به افزایش دبی تا 5/6 برابر چاه‌های دوردست از % 7/27 در مقابل %2/4 ثبت شد. با این حال، اثر دبی بر طول نهایی پیشروی در مقایسه با مؤلفه بالاآمدگی ناچیز بود، تنها %3/5 تفاوت در برابر % 7/64 افزایش افت داشت. در مقابل، شدت بالاآمدگی خالص (Z_r/Z_0-1) در L/S≈5 با افزایش دبی، ۷۹٪ تشدید شد و ضخامت ناحیه اختلاط را تا 8/2 برابر افزایش داد. در چاه دوردست W8، پمپاژ ملایم l/min 10 با استحصال ۱۲۴۵ لیتر آب شیرین، افزایشی ۱۰۱ درصدی نسبت به دبی بالا به همراه داشت. این نتایج اثبات می‌کند دبی بحرانی و فاصله بهینه چاه باید هم‌زمان بر مبنای کنترل بالاآمدگی و تأخیر تا زمان شور شدن چاه تعیین شوند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental and Analytical Investigation of Pumping Rate Effects on Simultaneous Saltwater Wedge Advancement and Upconing in Coastal Aquifers

نویسندگان English

Ali Hosseini 1
Mohammad Hadi Fattahi 1
mohammad Hosseini 2
zahra ghadampour 3
1 Department of Civil Engineering, Marv. C., Islamic Azad University, Marvdasht, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Fir. C., Islamic Azad University, Firoozabad, Iran
3 Department of Civil Engineering, Es. C., Islamic Azad University, Estahban, Iran
چکیده English

Sustainable management of coastal aquifers requires a coupled understanding of drawdown dynamics, saltwater wedge advancement, and upconing phenomena. In this study, 24 laboratory experiments were conducted in a transparent glass flume (300×80×20" cm" ). Eight well locations situated 25to 200" cm" from the saltwater boundary were evaluated under three pumping rates of 10, 20, and 30" L/min" . Dynamic changes in the saltwater interface and drawdown cone were captured and analyzed using digital imaging and a dedicated MATLAB image-processing routine. The results revealed that increasing the pumping rate from 10to 30" L/min" increased the final drawdown by 90.4%(from 14.6to 27.8" cm" ) and reduced the equilibration time by 41.9%(from 1075to 625" s" ). Near-coast wells demonstrated a horizontal advancement sensitivity to pumping rate that was up to 6.5times higher than that of inland wells (27.7% vs. 4.2%). Nevertheless, the effect of pumping rate on final toe length was marginal compared to upconing, showing only a 5.3%variation against a 64.7%increase in drawdown. In contrast, net upconing intensity ((Z_r/Z_0-1)) at L/S≈5escalated by 79%with increasing discharge, expanding the mixing-zone thickness by up to 2.8-fold. In the inland well (W_8), gentle pumping at 10" L/min" yielded 1245" L" of fresh water prior to salinization—a 101%increase over high-rate pumping. These findings demonstrate that critical discharge and optimal well location must be jointly determined to mitigate upconing and delay well salinization.

کلیدواژه‌ها English

Saltwater intrusion
Upconing
Image processing
Pumping rate
Sustainable aquifer management

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 16 آبان 1405

  • تاریخ دریافت 31 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 15 آبان 1405
  • تاریخ پذیرش 16 آبان 1405