Document

Modeling of saltwater intrusion in Wadi Al Jizi aquifer

Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2002
Language
English
English abstract
The rapid growth of seaboard cities and industries has altered the normal flow of fresh water to the sea. Withdrawal of water from coastal fresh water wells sometimes exceeds the ability of underlying aquifers to replenish the fresh water supply, allowing salt water to seep into fresh water sources. This "salt water intrusion" is contaminating the water supply to the existing populations and industries and threatening their future growth. Most of the agricultural development in Sultanate of Oman is concentrated along the coastal strip of the Batinah plain. Due to the total dependence upon groundwater by withdrawal from wells and inadequate surface water recharge, the initial equilibrium of groundwater conditions has been upset with the consequent effect of saline water upconing and intrusion, Wadi Al Jizi aquifer is one of the Batinah coastal plain aquifers that salt-water intrusion represents a significant threat to water quality. In the present study, the Groundwater Modeling System (GMS) is used that includes MODFLOW in addition to MT3DMS module (Mass Transport Three-dimensional for Multi-Species) for groundwater transport processes. First, a conceptual model for Jizi aquifer was developed based on available hydrogeological data. The next step was the calibration of the model with steady state flow simulation of the groundwater head distribution for the starting simulation year which was selected to be the year of 1988. Then the calibration was conducted for the period up to 2001. After calibration was made, the model was used to predict water level fluctuations for the next 18 years, up to year 2020. Similar procedures were followed to simulate seawater intrusion using MT3DMS in order to predict the salinity movement. The 3-D Mass Transport Module (MT3DMS) uses the outcomes of MODFLOW runs as one of its inputs, so MODFLOW has to be run first. The model could compute the groundwater heads for the Jizi aquifer with a good match with the observed values and with a very good accuracy for salinity concentration in selected observation wells. The computed fluctuations of both water level and salinity concentration were based on a sequence of wet and dry periods (3 years wet and 4 years dry) similar to the pattern that has been observed during the previous 15 years (1988-2001). The main conclusion was that the GMS modules can be used for groundwater simulation and seawater intrusion study in Al Batinah coastal plain aquifers adjacent to the Wadi Al Jizi aquifer. The model of Jizi aquifer of groundwater flow and seawater intrusion gives good indications of the future conditions depending mainly on the accuracy of assumed recharge and pumping rates. The study shows that Wadi Al Jizi aquifer can accommodate the demand with slight increase in seawater intrusion.
Arabic abstract
النمو السريع للقرى الساحلية وفي السهل الساحلي من عمران وصناعات غير المجرى المعتاد للمياه العذبة باتجاه البحر . سحب المياه العذبة من الآبار الساحلية يفوق أحيانا ما يستطيع المخزين من تعويضه من الأمطار مما أتاح المياه المالحة للتغلغل بداخل المياه العذبة وهذا التداخل للمياه المالحة بالمياه العذبة لوث مصدر المياه الرئيسي للسكان والصناعات مهدا نموهم المستقبلي .
معظم النمو الزراعي في عمان يتركز على طول الشريط الساحلي لسهل الباطنة وحيث أن الاعتماد الكلي على المياه الجوفية بالسحب من الآبار مع عدم تغية سطحية كافية ، سبب ذلك اختلال في التوازن المائي مع استمرار في تداخل مياه البحر وحوض وادي الجزي أحد أودية سهل الباطنة الذي أصبح مهددا بمشكلة ارتفاع الملوحة.
في هذه الدراسة تم استخدام نظام نمذجة المياه الجوفية باستخدام نموذج (MODFLOW) بالإضافة إلى (MT3DMS) وذلك لمحاكاة حركة المياه الجوفية مصحوبة بالأملاح .
أولا تم بناء نموذج لهيكل حوض وادي الجزي وناك اعتمادا على المعلومات الهيدروجيولوجية المتوفرة . بعد ذلك تم معايرة النموذج في الحالة الهائلة السنة البداية للنمذجة التي تم تحديدها وهي (1988) ثم تم معايرة النموذج حتى عام 2001 بعد ذلك تم استخدام النموذج التنبؤ عن حركة مستوى المياه الجوفية في الحوض للسنوات 18 القادمة حتى عام 2020 وتم اتباع خطوات شبيهة بالنسبة للنموذج (MT3DMS) بالنسبة لنمنجة تداخل مياه البحر بالمياه العذبة. نتائج (MODFLOW ) هي عبارة عن مدخلات للنموذج (MT3DMS) .
لقد استطاع النموذج أن يحسب مستويات مياه حوض وادي الجزي بشكل مقبول مقارنة مع تلك المقروءة بواسطة المراقبة مع دقة عالية بالنسبة لتركيز الأملاح في آبار المراقبة التي تم اختيارها للنموذج.
التغير المحسوب سواء المستوى الماء أو تركيز الملوحة اعتمد على الفترات المتعاقبة للسنوات المطيرة والسنوات الجافة (3 سنوات مطيرة و4 سنوات جافة ) بنفس النمط الذي تم مراقبته خلال 15 سنة الماضية (1988- 2001) والاستنتاج الرئيسي الذي تم التوصل إليه أن نماذج نظام نمنجة المياه الجوفية ( GMS) التي يصدرها المركز الأمريكي للمسح الجيولوجي (USGS ) يمكن استخدامها لمحاكاة المياه الجوفية وتداخل مياه البحر في أحواض سهل الباطنة. نموذج حوض وادي الجزي لجريان المياه الجوفية وتداخل مياه البحر أعطي مؤشرات جيدة للمستقبل معتمدا أساسا على دقة بيانات معدلات الضخ و التغذية من وإلى الحوض .
الدراسة أوضحت أن حوض وادي الجزي يستطيع أن يلبي الطلب على المياه الجوفية مع تزايد قليل لتداخل مياه البحر للسنوات العشرين القادمة.
Category
Theses and Dissertations

Same Subject

Journal articles
3
0
Saliha, Sami Mohammed.
College of Science, Sultan Qaboos University.
2024
Theses and Dissertations
0
0
Al-Dhuhli, Hamed Sulaiman Ali,
Sultan Qaboos University
2009
Theses and Dissertations
0
0
Al-Abri, Yaqoub Abdullah Salim.
Sultan Qaboos University
2003
Theses and Dissertations
0
0
Al-Khamisi, .Saif Ali Salim
Sultan Qaboos University
2008