یافته‌های نوین زمین‌شناسی کاربردی

یافته‌های نوین زمین‌شناسی کاربردی

تلفیق وارون‌سازی یک‌بعدی و دوبعدی داده‌های مقاومت‌ویژه‎الکتریکی برای ویژگی‌شناسی آبخوان و ارزیابی منابع آب زیرزمینی در زیرحوضه امان‌آباد، دشت اراک، مرکز ایران

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا
2 گروه علوم و مهندسی آب
3 معاون مطالعات حوضه آبریز فلات مرکزی و شرقی، شرکت مدیریت منابع آب ایران، تهران
10.22084/nfag.2026.33092.1738
چکیده
آبخوان‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران با فشار فزاینده‌ای ناشی از برداشت بی‌رویه، کاهش کیفیت آب و پیامدهای تغییر اقلیم مواجه هستند. دشت اراک در مرکز ایران، با دارا بودن شهر اراک به عنوان چهارمین قطب صنعتی کشور و جمعیتی بیش از ۵۹۹٬۰۰۰ نفر، نمونه‌ای بارز از این چالش‌هاست. در این پژوهش، برای نخستین بار، وارون‌سازی یک‌بعدی و دوبعدی تلفیقی داده‌های حاصل از ۱۵۶ سونداژ الکتریکی قائم به روش شلومبرژه در جنوب دشت اراک (زیرحوضه امان‌آباد) با هدف ویژگی‌شناسی دقیق آبخوان و برآورد کمی منابع آب زیرزمینی انجام شده‎است. مدل‎سازی یک‌بعدی با نرم‌افزار IX1D و مدل‎سازی دوبعدی با نرم‌افزار RES2DINV صورت گرفت و نتایج با استفاده از داده‌های چاه‌های اکتشافی (شامل چاه‌های رودباران، موت‌آباد، امان‌آباد و شهسواران) و اطلاعات زمین‌شناسی منطقه اعتبارسنجی شد. بر اساس مدل‌های حاصل، نقشه توپوگرافی سنگ‌کف ترسیم گردید که شیب آن از جنوب به سوی شمال (دریاچه میقان) نشان‌دهنده افزایش ضخامت آبرفت در این جهت است. همچنین، نقشه هم‌تراز آب زیرزمینی بیانگر جهت جریان عمومی از جنوب به شمال‌غرب منطقه بوده و وجود یک ناحیه بسته در خطوط هم‌پتانسیل، بیانگر برداشت بیش از حد در بخش میانی منطقه‎است. با استفاده از روابط آرچی و چاین، پارامترهای هیدرودینامیکی شامل تخلخل (متوسط ۳۶ درصد، دامنه ۱۴ تا ۵۱ درصد) و آبدهی ویژه (متوسط 36/7 درصد، دامنه 3/0 تا ۳۲ درصد) برای لایه‎آبدار محاسبه گردید. حجم کل لایه اشباع با استفاده از انتگرال‌گیری بین سطوح سنگ‌کف و تراز آب زیرزمینی در نرم‌افزار SURFER معادل ۱۵/۳ میلیارد مترمکعب برآورد شد که از این مقدار، حجم آب قابل استحصال با اعمال ضریب آبدهی ویژه، حدود 01/1 میلیارد مترمکعب محاسبه گردید. رویکرد تلفیقی ارائه شده در این مطالعه، با پرکردن شکاف بین تفسیر صرفاً ژئوفیزیکی و کاربردهای عملی مدیریت آب، چارچوبی علمی برای برآورد برداشت پایدار و حفاظت از منابع آب زیرزمینی در حوضه‌های مشابه مناطق خشک و نیمه‌خشک فراهم می‌آورد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Integrated 1D and 2D Electrical Resistivity Inversion for Aquifer Characterization and Groundwater Resource Assessment in the Amanabad Sub-basin, Arak Plain, Central Iran

نویسندگان English

Abdollah Taheri Tizro 1
hamed nozari 2
Ahmad Bageri 2
Ali Mi Arabi 3
1 Dept. Science and Water Engineering, college of Agriculture BASU, Hamedan, Iran
2 Dept. of Science and water Engineering.
3 Deputy Director of Central and Eastern Plateau Watershed Studies, Iran Water Resources Management Company, Tehran
چکیده English

Groundwater aquifers in arid and semi-arid regions of Iran are undergone over-extraction, declining water quality, and the impacts of climate change. The Arak Plain in central Iran, as the fourth industrial hub of the country with a population exceeding 599,000, represents a prominent example of these challenges. In this study, for the first time, integrated one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) inversion of data obtained from 156 Schlumberger vertical electrical soundings (VES) in the southern Arak Plain (Amanabad sub-basin) has been conducted with the aim of detailed aquifer characterization and quantitative estimation of groundwater resources. 1D modeling was performed using IX1D software, and 2D modeling was conducted using RES2DINV software, with the results validated against exploration well data (including the Rudbaran, Motabad, Amanabad, and Shahsavaran wells) and regional geological information. Based on the resulting models, a bedrock topography map was generated, revealing a south-to-north slope indicating increasing alluvial thickness toward the north (Mighan Playa). Furthermore, the groundwater level contour map indicated a general flow direction from south to northwest, with a closed depression in the equipotential lines suggesting over-extraction in the central part of the region. Using Archie's Law and the Chaine equation, hydrodynamic parameters including porosity (mean 36%, range 14–51%) and specific yield (mean 7.36%, range 0.3–32%) were calculated for the saturated layer. The total saturated volume was estimated at 3.15 billion cubic meters through integration between the bedrock and groundwater level surfaces in SURFER software, from which the extractable groundwater volume, applying the specific yield coefficient, was calculated to be approximately 1.01 billion cubic meters. The integrated approach presented in this study, by bridging the gap between purely geophysical interpretation and practical water management applications, provides a scientific framework for estimating sustainable abstraction and protecting groundwater resources in similar arid and semi-arid basins.

کلیدواژه‌ها English

Geoelectrical inversion
Aquifer characterization
Arak Plain
Arid and semi-arid regions

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 آبان 1405

  • تاریخ دریافت 28 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 13 آبان 1405
  • تاریخ پذیرش 17 آبان 1405