مدلسازی عددی اثرات احداث تصفیه خانه فاضلاب شهری بر کمیت و کیفیت منابع آب زیرزمینی شهر اردکان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران.

2 گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران

3 گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران.

4 امور اب و فاضلاب اردکان

چکیده

تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری به عنوان یکی از مهمترین زیرساخت‌های شهری، وظیفه بازیافت آب و مواد مغذی را از فاضلاب جمع-آوری شده از منازل و واحدهای صنعتی به عهده دارند. تصفیه خانه فاضلاب اردکان با سیستم تصفیه بیولوژیکی لجن فعال و ظرفیت اسمی کل به مقدار 23328متر مکعب در روز و با مساحت 14 هکتار، تصفیه فاضلاب تمام شهر اردکان را بر عهده دارد، که می تواند اثرات قابل توجهی بر محیط زیست منطقه و منابع آب شهرستان داشته باشد. هدف این مطالعه، بررسی اثرات احداث شبکه کامل جمع آوری فاضلاب شهری و اجرای فاز کامل تصفیه‌خانه بر کمیت و کیفیت منابع آب زیرزمینی شهر اردکان با استفاده از مدل عددی مادفلو می باشد. برای ساخت مدل مفهومی از چاه های مشاهداتی، چاه های بهره برداری، قنات ها، چاه های جذبی، ضریب هدایت هیدرولیکی و لایه های مرز آبخوان و تغذیه سطحی استفاده گردیده است. کلیه لایه‌ها در فرمت‌های متفاوت اعم از چندضلعی، خطی و رستری و نقطه‌ای در محیط Arc GIS تعریف شده و سپس به محیط GMS فراخوانی گردید. نتایج مدلسازی های انجام شده نشان داد که استفاده نمودن از پسابهایی که تصفیه می شوند برای ارتقا و جبران افت تراز آب در منابع زیرزمینی در دشت یزد-اردکان می تواند بسیار موثر واقع گردد و حداقل تا 23 درصد از کاهش سطح ایستابی آب زیرزمینی جلوگیری نماید مقدار RMSE حاصل از واسنجی مدل در حالت پایدار و ناپایدار 41/0 و 42/0 به دست آمد. نتایج تحقیق نشان داد که در سناریوی‌های تعریفی به ازای خارج کردن شبکه جمع آوری فاضلاب شهری به طور کلی از چرخه هیدرولوژیکی با بیشترین مقدار افت تراز سطح آب که معادل 35 درصد می باشد مواجه خواهیم شد که از دیدگاه مدیریت برای آبخوان زیرزمینی در جهت کاستن از روند افت تراز سطح آب این سناریو را می‌توان به عنوان نامناسبترین سناریو در نظر گرفت و نشان دهنده تاثیرات مثبت تصفیه خانه در دشت اردکان می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Numerical Modeling of the Effects of Municipal Wastewater Treatment Plant Construction on Quantity and Quality of Groundwater Resources in Ardakan City

نویسندگان [English]

  • ELHAM Kamali 1
  • Akram bemanikharanagh 2
  • mehdi hayatzadeh 3
  • Gholamreza Siyahati Ardakani 1
  • hassan khalili 4
1 Department of Environmental Sciences & Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Ardakan University, P.O. Box 184, Ardakan, Iran.
2 Department of Environmental Sciences & Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Ardakan University, P.O. Box 184, Ardakan, Iran.
3 Department of Nature Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Ardakan University, P.O. Box 184, Ardakan, Iran
4 water and wastewater treatment plant, Ardakan
چکیده [English]

Ardakan Wastewater Treatment Plant with biological sludge treatment system of activated sludge and total nominal capacity of 23328 cubic meters per day and an area of 14 hectares, is responsible for wastewater treatment in the entire city of Ardakan, which can have significant effects on the environment and water resources. The purpose of this study is to investigate the effects of constructing a complete municipal wastewater collection network and implementing the complete phase of the treatment plant on quantity and quality groundwater resources in Ardakan using the MODFLOW numerical model. The conceptual model prepared using observatory wells, aqueducts, aqueducts, absorption wells, hydraulic conductivity, aquifer boundary layers and surface feeding. All layers were defined in different formats including polygon, linear and raster and point in ArcGIS and then inserted to GMS. The modeling results showed that the use of treated effluents to improve and compensate for the drop in water levels in groundwater resources in the Yazd-Ardakan plain can be very effective and prevent at least 23% reduction in groundwater levels. The RMSE values obtained from the model calibration in steady and unstable states were 0.41 and 0.42, respectively. The results showed that in the defined scenarios, in exchange for removing the municipal wastewater collection network from the hydrological cycle in general, we will encounter the largest drop in water level, which is equivalent to 35%, which from the management perspective for the underground aquifer in the direction Reducing the trend of water level drop in this scenario can be considered as the most inappropriate scenario. Also, from the point of view, the effect of the sewerage network on the water level, there is the least negative effect on the aquifer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MODFLOW
  • environment
  • Aquifer
  • GMS
نشریه محیط زیست طبیعی
دوره 74، شماره 1
بهار 1400
صفحه 139-152

فایل ها

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار