شبیه‌سازی تداخل آب شور و شیرین در ناحیۀ اشباع و غیر اشباع خاک با استفاده از مدل فیزیکی و عددی HYDRUS-2D

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‏ ارشد آبیاری و زهکشی، گروه آبیاری و آبادانی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 استاد گروه آبیاری و آبادانی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.

3 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی‌(ره)، قزوین

doi
10.22059/ije.2020.306308.1355
چکیده

یکی از عوامل تهدیدکننده برای منابع آب شیرین، پیشروی آب شور و نفوذ آن به سفرۀ آب زیرزمینی است. این مسئله در مناطق ساحلی و حاشیۀ کویرها اتفاق می‏افتد و سبب کاهش کیفیت آب شیرین می‏شود. تبخیر از سطح خاک و عمق سطح ایستابی از عوامل تأثیرگذار بر پیشروی شوری و توزیع نمک در ناحیۀ اشباع و غیراشباع به حساب می‏آید. در پژوهش حاضر با ساخت مدل فیزیکی به ابعاد 1×1×4 متر شرایط قرارگیری آبخوان شور و شیرین در چهار گرادیان هیدرولیکی مختلف بررسی شد. هنگام انجام آزمایش از مدل فیزیکی، داده‏های رطوبت و شوری برداشت شد و سپس، توزیع شوری در مدل فیزیکی با استفاده از نرم‏افزار HYDRUS-2D به صورت عددی شبیه‏سازی شد. نتایج نشان داد مدل HYDRUS-2D به‌خوبی توزیع رطوبت و شوری را شبیه‏سازی می‏کند. بیشترین مقدار ریشۀ میانگین مربعات خطای نرمال‌شده (NRMSE) برای شبیه‏سازی رطوبت و شوری به‌ترتیب 28/9 و 69/21 درصد بود. نتایج نشان داد الگوی پیشروی و پسروی شوری متفاوت است. در شرایطی که سطح آب شیرین بالاتر است، در ناحیۀ اشباع مانع از پیشروی آب شور شده و در ناحیۀ غیر اشباع تأثیر زیادی بر کنترل شوری نداشته است که دلیل آن تبخیر از سطح خاک است. در ناحیۀ اشباع، در شرایطی که سطح آب شور و شیرین برابر بود، سه واحد افزایش شوری در ناحیۀ شور دیده شد و در شرایطی که سطح آب شور بالاتر بود، 5/6 واحد افزایش شوری در وسط دو مخزن آب شور و شیرین مشاهده شد.