بحران کم آبی در مناطق خشک و نیمه خشک عاملی محدودکننده برای فعالیت های انسان و توسعه پایدار کشاورزی است. از راهکارهای نوین در این زمینه احداث سدهای زیرزمینی است. سدهای زیرزمینی در مقایسه با سدهای معمولی که آب رودخانه ها را در مخزن روباز ذخیره می کنند؛ جریان زیرسطحی آب را در مقطع عرضی رودخانه مسدود کرده آن را در زیر بستر رودخانه ذخیره می کنند. در این سدها، تلفات آب از طریق تبخیر کنترل شده و احتمال آلودگی های زیست محیطی حداقل است. در پژوهش حاضر، امکان سنجی احداث سد زیرزمینی در رودخانه فصلی مشنق چای به منظور استحصال آب کشاورزی ارزیابی شده است. پس از انجام مطالعات پایه، با بررسی های ژیوفیزیکی و ژیوتکنیکی محل بازه اصلی نهایی شد. در محور اصلی سد، عرض بستر 130 متر بوده و ضخامت آبرفت در محل محور و دریاچه سد به ترتیب 14 و 22 متر است. طراحی مقطع سد ذوزنقه ای بوده و از مصالح ریزدانه در هسته سد و لایه فیلتر به ضخامت 1 متر در پوسته سد تشکیل یافته است. طول تاج سد 30/160 متر و ارتفاع آن در مرکز محور سد 15 متر است. با حرکت به سمت جناحین رودخانه عمق سنگ بستر کاهش یافته و متناسب با آن عمق سد نیز کاهش می یابد نهایتا در هر دو جناح راست و چپ محور سد به صفر می رسد. وسعت آبخوان با احتساب شیب 5 درصد رودخانه 39000 مترمربع است. با محاسبه عمق آبرفت حجم مخزن 546000 مترمکعب است و با توجه به تخلخل کل نهشته های آبرفتی(35درصد)، می توان 163800 مترمکعب آب قابل استحصال را برای آبخوان برآورد نمود. هدف از این پژوهش امکان سنجی احداث سد زیرزمینی در آبرفت های درشت دانه رودخانه ای به منظور مدیریت سیلاب در حوزه های آبخیز است با نیل به این هدف مشکل بحران تامین آب زراعی و حتی بهداشتی و شرب در روستای مشنق قابل حل خواهد بود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در ذخیره سازی زیرزمینی مواد پر انرژی مانند مواد ناریه، گاز و نفت، اگر فاصله جانبی و عمق مجموعه انبارهای زیرزمینی کم باشد، در اثر وقوع انفجار غیر منتظره در یکی از انبار ها انفجار به سایر انبارهای مجاور منتقل شده و در نتیجه باعث وقوع حوادث فاجعه بار گسترده ای در سطح و زیر زمین می شود. در این مقاله از یک مدل الاستو-پلاستیک کالیبره شده در نرم افزار FLAC3D برای شبیه سازی عددی انفجار انبار زیرزمینی استفاده شده است. میزان گسترش خرابی در مدل ها توسط دو معیار حداکثر سرعت ذره ای (PPV) آستانه خرابی و گسیختگی پلاستیک اندازه گیری شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که زون خرابی بر اساس معیار PPV نسبت به گسیختگی پلاستیک دارای محدوده بزرگ تری است. پاسخ سیستم نگهداری بتنی در انبار مجاور انبار منفجر شده، حاکی از وقوع گسیختگی های کششی در اثر انعکاس امواج از دیواره ها است. این می تواند باعث انتقال انفجار شود، حتی در شرایطی که زون خرابی حاصل از انفجار در توده سنگ به نزدیکی انبار مجاور هم نرسیده باشد. در این مقاله همچنین فاصله جانبی و عمق ایمن برای سه انبار زیرزمینی مواد ناریه پروژه سد بختیاری بر اساس نتایج مدل سازی عددی برای ضعیف ترین و مستحکم ترین توده سنگ ساختگاه به ترتیب برابر 40 و 45 متر 60 و 40 متر پیشنهاد شده است.

احداث سدهای زیرزمینی راهکاری عملی برای استفاده بهینه از منابع آب و مدیریت صحیح آب های زیرزمینی به شمار می رود. از مسائل مهم و قابل بررسی در مورد این سدها تعیین مناطق مستعد جهت احداث می باشد و عدم وجود مطالعات دقیق برای انتخاب محل احداث منجر به عدم کارایی بهینه سدهای زیرزمینی می گردد. لذا در این پژوهش به شناسایی مکان های مناسب جهت احداثسد زیرزمینی در منطقه اردستان واقع در شمال شرق اصفهان با استفاده از سیستم های تصمیم گیری چند معیاره و سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS) پرداخته شده است. بدین منظور با در نظر گرفتن معیارهای زمین شناسی مهندسی، عوامل موثر در تعیین گزینه های مناسب جهت احداث سد زیرزمینی مشخص شده اند. آنگاه بر اساس تکنیک های تصمیم گیری چند معیاره و با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مسئله بر اساس معیارهای لازم و تاثیر گذار به اجزای کوچکتر و سطوح مختلف تقسیم گردیده و با توجه به قضاوت کارشناسی، درجه اهمیت (اوزان) برای هر سطح محاسبه شده است. سپس به منظور بالا بردن دقت، سرعت و سهولت آنالیز، وزن های محاسبه شده برای رده های هر شاخص در لایه های برداری تهیه گردیده از معیارهای فوق در محیط Arc GIS, 9. 3 وارد گردیده و گزینه هایی که دارای بیشترین مقدار شاخص تناسب می باشند مشخص شده اند. بررسی های صورت گرفته با این روش، مخروط افکنه های واقع در قسمت های غربی، شمالی و مرکزی برگه 1/100000 اردستان را برای احداث سدهای زیرزمینی پیشنهاد می نماید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

سد زیرزمینی به عنوان سازه ای آبی جهت توسعه منابع آب بخصوص در نواحی خشک کشور مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. در این تحقیق با انجام مطالعات پایه و مدل سازی آبخوان، تاثیرات هیدروژئولوژیک احتمالی احداث یک سدزیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. محل پیشنهادی سد زیرزمینی گنجه، واقع در شهرستان فریدن اصفهان (آبخوان چهل خانه) به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردید. در این پژوهش مطالعات هواشناسی و هیدرولوژی، بررسی های دقیق زمین شناسی به همراه اجرای عملیات ژئوفیزیک درمحور پیشنهادی، بررسی های هیدروژئولوژیک، شناسائی هندسه آبخوان چهل خانه و تکمیل داده های مورد نیاز بر اساس روشهای مختلف آماری، امکان به کار گیری مدل ریاضی آبخوان را با دقت خوبی فراهم نمود. در این تحقیق جهت شبیهسازی رفتار آبخوان چهل خانه از مدل معتبر PMWIN استفاده شده است که مدل کاملی برای شبیه سازی جریان سیال و آلودگی در محیط های متخلخل است. پس از اطمینان از صحت مدل واسنجی شده، رفتار آتی آبخوان چهل خانه با لحاظ احداث سد با رقوم تاج مختلف پیش بینی شده و میزان آب ذخیره شده، افزایش یا کاهش آبدهی چاهها و قنوات محدوده اثر طرح محاسبه و بررسی گردید. با توجه به اینکه سازه های آبی باعث بر هم خوردن وضعیت بیلان منابع آبی نیز میگردد، بیلان آبی آبخوان چهل خانه و آبخوان بوئین (آبخوان زیردست سد) نیز بررسی شده و نقش سد در کاهش منابع آبی زیردست بررسی گردید. نتایج نشان می دهند که ارتفاع بهینه سد در رقوم تاج 2290 متر از سطح دریا فراهم میگردد. در این شرایط ذخیره افزوده آبخوان به 470 هزار متر مکعب رسیده و تاثیر موثری بر افزایش آبدهی قنوات، رودخانه و چاه های بالادست خواهد داشت. احداث سد گنجه بر روی راه ارتباطی گنجه داران تاثیر مستقیم نداشته و همچنین روستای گنجه تحت تاثیر بسیار کمی از احداث سد قرار خواهد گرفت. شعاع اثر سد گنجه بر تراز آب زیرزمینی آبخوان زیردست حداکثر 700 متر بوده و حداکثر 16 متر افت سطح آب زیرزمینی پائین دست را در شعاع اثر یاد شده در پی خواهد داشت.

مکان یابی سد زیرزمینی در حوضه رودخانه فصلی گرماب در محل ایستگاه تحقیقات گلستان انجام گردید. این طرح به منظور بررسی و شناخت مکان های مناسب برای احداث سد زیرزمینی، با هدف کنترل و ذخیره سازی جریان آب زیرسطحی رودخانه، به منظور تامین آب مورد نیاز ایستگاه و عرصه های تحقیقاتی پژوهشگران، اجرا شد. این تحقیق بر پایه مطالعه اسناد، منابع، پژوهش های صحرایی، حفاری و نمونه برداری از آب و خاک و انجام آزمایش های لازم به انجام رسید. بررسی گسترش برونزدهای سنگی حوضه، وجود پی سنگ نفوذناپذیر میکاشیست را نشان داد که در حوضه باعث هدایت جریان زیرسطحی بر روی آن گردیده و عامل اصلی تغذیه چشمه های گرماب با دبی متوسط 8.5 لیتربرثانیه در انتهای خروجی حوضه است. مکان یابی ساختگاه بر پایه میزان آب زیرسطحی و محل های مناسب برای تشکیل مخازن طبیعی آب در طول آبراهه اصلی و بر اساس خصوصیات پی سنگ، تغییرات حجم آبرفت، تخلخل موثر و شیب بستر صورت گرفت. این بررسی ها نشان داد که انباشتگی رسوبی در طول رودخانه اصلی در سه محل مشاهده می گردد. این سه نقطه به عنوان گزینه های پیشنهادی به شکلی دقیق تر بررسی شد و بر اساس درجه اهمیت، اولویت بندی و برای اجرا پیشنهاد شدند؛ به طوری که حجم آب قابل کنترل و ذخیره سازی در گزینه های I، II،  IIIبه ترتیب 147000، 158400، 196000 مترمکعب در سال محاسبه گردید. بهره برداری، کنترل و ذخیره سازی آب در مخازن این سدها می تواند مشکل کمبود آب در ایستگاه را برطرف سازد.

احداث سدهای زیرزمینی جهت ذخیره منابع آب زیرزمینی می تواند ازجمله راه کارهای مناسب برای تامین و توسعه منابع آب باشد، در صورت اجرای صحیح این سدها می توان آب را در دوره های مرطوب و پرباران ذخیره و در دوره های خشک استفاده کرد. این مطالعه جهت انتخاب مکان های مناسب برای احداث سدهای زیرزمینی در حوزه آبخیز کریان میناب در استان هرمزگان در سه مرحله به صورت سلسله مراتبی انجام گرفت. در مرحله اول برای حذف مناطق نامناسب از الگوریتم بولین استفاده گردید. در مرحله دوم با استفاده از بازدیدهای صحرایی مکان های مناسب از مناطق پتانسیل دار تعیین و تایید گردید. در ادامه بدلیل اهمیت جریان زیرسطحی در مکان یابی سدهای زیرزمینی از مدل ابزار ارزیابی آب و خاک برای شبیه سازی این جریان استفاده شد. که جهت واسنجی و صحت سنجی جریان از داده های مشاهداتی ایستگاه مازابی استفاده گردید، که این صحت سنجی با ضریب تعیین 61 و ضریب نش – ساتکلیف 62/0 مورد قبول قرار گرفت. در مرحله نهایی با استفاده از مدل های تصمیم گیری چند معیاره (تاپسیس و ویکور) و براساس 10 معیار مکان های مناسب اولویت بندی گردید. نتایج نشان داد که در روش تاپسیس سد زیرزمینی بندر در اولویت اول با امتیاز 7379/0 و سد خارو با امتیاز 1069/0 در اولویت آخر قرار گرفت. نتایج روش ویکورسد سندرک با شاخص 94/0 در رتبه اول و سد اسلام آباد با امتیاز شاخص ویکور 16/0 در رتبه آخر قرار گرفت.

در مناطق خشک و نیمه خشک کمبود منابع آب های سطحی به صورت پایه و دائمی، استفاده بهینه را از منابع آب های زیرزمینی ضروری ساخته است. در این راستا، ذخیره سازی جریان های زیر سطحی درون مخازن آبرفتی سدهای زیرزمینی در مقیاس کوچک به نظر میرسد اقتصادی و مقرون به صرفه خواهد بود. گاهی به علت نبود منابع قرضه در محل، هزینه احداث سد افزایش می یابد؛ در این موارد، ترکبیی از مصالح موجود و بنتونیت میتواند معیارهای مورد نیاز را تامین کند. در این تحقیق، با ساخت مدل فیزیکی مقطعی از سد زیرزمینی، تاثیر افزودن بنتونیت در کاهش ضریب آبگذری اشباع افقی در خاک غیر چسبنده بررسی شده است. برای این منظور، نمونه ای از خاک غیر چسبنده انتخاب و بنتونیت به میزان 2، 4 و 6 درصد وزن خاک خشک به آن اضافه شد و پس از تراکم در مدل فیزیکی، مورد آزمایش نفوذپذیری قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داده است که افزودن بنتونیت، به علت سطح مخصوص بالا و تورم پذیری زیاد، ضریب آبگذری را کاهش می دهد. با افزایش بنتونیت تا 4 درصد، هدایت هیدرولیکی با شیب تندی کاهش می یابد و در مقدار بالاتر بنتونیت، شدت کاهش هدایت هیدرولیکی کندتر می شود به گونه ای که می توان گفت نمودار لگاریتم هدایت هیدرولیکی اشباع در برابر مقدار بنتونیت تابعی است خطی. بر اساس این تابع، مقدار بنتونیت مورد نیاز بر ای کاهش آبگذری خاک غیر چسبنده مورد آزمایش به مقدار آبگذری نمونه خاک استفاده شده در هسته سد زیرزمینی سنگانه در یک تراکم نسبی مشابه 4.6 درصد است.

روش ژئو الکتریک در دهه­های اخیر به علت کاربردهای فراوان در توسعه و تقویت آب­های زیرزمینی به یکی از مهمترین روش­های ارزشمند در زمینه مطالعات آب­های زیر زمینی تبدیل شده است. در این پژوهش تعداد 35 سونداژ در مخزن و محور سد زیر زمینی راور انجام شده است و همچنین عمق سنگ کف و توپوگرافی سنگ کف با استفاده از اطلاعات ژئوالکتریک نیز مشخص شده است. نتایج نشان داد که مقطع A نشان دهنده یک مدل دو لایه است و لایه بالایی همان لایه آبرفتی است. مقطع B نیز نشان دهنده یک مدل دو لایه است. ضخامت لایه آبرفتی بین 6 متر در محل سونداژ S29 تا 15 متر در محل سونداژ S8 متغیر است. مقطع C نیز نشان دهنده یک مدل دو لایه است. ضخامت لایه آبرفتی بین 5 متر در محل سونداژ S28 تا 11 متر در محل سونداژ S7 متغیر است. ضخامت آبرفت در طول مقطع H کم است و سنگ کف از نوع مارن و در پیرامون محل سونداژ S28 احتمالاً از نوع کنگلومرا می­باشد. بررسی همزمان مقاطع ژئوالکتریک نشان می­دهد که از نظر عرض تنگه و ضخامت آبرفت، محور پیشنهادی برای احداث سد زیرزمینی در محل مناسبی انتخاب شده است.