شبيه‌سازي جريان درون محيط هاي متخلخل در طي سه دهه‌ي گذشته توجه بسياري از محققان را به خود جلب کرده است .(Vafai, 2005) کاربردهاي گوناگون اين شبيه‌سازي را ميتوان در شاخه‌هايي مانند مهندسي آب، مهندسي محيط زيست، مهندسي نفت و هيدرولوژي آبهاي زيرزميني ديد.
آب زيرزمينياي که توسط پمپ از ساختارهاي زيرزميني به دست ميآيد سر چشمهي اصلي بسياري از سيستمهاي منابع آب ميباشد. ميزان آب خروجي يک چشمه به عنوان خروجي سيستم آب زيرزميني در نظر گرفته ميشود ميتواند تا حد بسيار زيادي تحت تاثير ميزان پمپاژي که از همان حوالي انجام ميشود قرار گيرد. آب به منظور ذخيره ميتواند درون چاه‌هايي که به همين منظور حفاري شدهاند تزريق شود و سطح آب زيرزميني را ميتوان با استفاده از همين تکنيک بالا آورد. اين مسايل از جمله مسايلي هستند که ميتوانند در مديريت آبهاي زيرزميني تاثير گذر باشند.
در واقع در سيستم مديريتي آبهاي زيرزميني، مسايل کيفيتي و کمييتي را نميتوان امري جدا از هم دانست. در بسياري از نقاط جهان به علت برداشت آبهاي زيرزميني به ميزان بيشتر ازحد مجاز، کيفيت اين آبها به طور پيوسته رو به تنزل بوده که اين امر باعث توجه مصرف کنندگان و هم توليد کنندگان به اين مساله گرديده است. تنزل کيفيت آبهاي زيرزميني ميتواند به علت افزايش ميزان شوري آب و يا افزايش غلظت يونهايي مانند نيترات باشد.
در سالهاي اخير علاوه بر مسايل کلي گفته شده مؤثر در کيفيت آب توجه عموم به مسالهي آلودگي آبهاي زيرزميني توسط فاضلابهاي سمي صنايع، شيرابههاي حاصل از دفن زبالهها، مواد نفتي و ساير مايعهاي سمي، کودها، علف کش ها و حشرهکش هايي که در کشاورزي به کار ميروند و مواد راديو اکتيوي که در اعماق زمين مدفون شدهاند، معطوف گرديده است. هر چند بسياري از اين مسايل روي سطح زمين اتفاق ميافتند اما اين آلاينده ها پس از نفوذ به زمين به آبهاي زيرزميني ميپيوندند. پس از پيوستن به آبهاي زير زميني اين آلايندهها با حرکت آبهاي زيرزميني منتقل گشته و به رودخانهها، درياچهها و چاههاي برداشت ميرسند. از طرف ديگر محدود بودن آبهاي زيرزميني هم باعث اهميت روزافزون آبهاي زيرزميني به عنوان منبع آب آشاميدني بشر گرديده است.
هر گونه برنامهريزي براي عملياتهاي کنترل و پاکسازي، احتياج به تخمين و برآورد کردن مقادير مورد مطالعه دارد. متعاقباً هرگونه عملياتي که براي قرائت مقادير مورد مطالعه ميباشد، محتاج دانستن نحوهي رفتار آب زيرزميني ميباشد. بنابراين مديريت مناسب هنگامي محقق ميشود که بتوان پاسخ سيستم مورد نظر را نسبت به فعاليتهاي مورد نظر دانست.
يکي از اولين گامهاي مورد نياز براي تخمين نحوهي رفتار آبهاي زيرزميني يافتن مدل رياضي ميباشد که کار برد اين مدلها نيز به نوبهي خود محتاج جمع آوري اطلاعات ميباشد. هرچه که اطلاعات جمع آوري شده دقيقتر باشد به جوابهاي مدل ارائه شده بيشتر ميتوان اعتماد کرد، هر چند که جمع آوري اطلاعات همواره با خطا و عدم قطعيت مواجه است. با استفاده از سيستمهاي آزمايشي ميتوان علت خطاهايي را که به علت خطاهاي انساني يا جهل انساني به وجود آمدهاند تا حد بسيار زيادي کاهش داد و بر طرف نمود. به همين علت مطالعات بسيار زيادي روي مسايلي مانند مراقبت از هد يک چاه، طراحي سيستمهاي تأمين آب آشاميدني تخمين حرکت و انتقال آلايندهها درون آبخوان و … شده است (Vedat, 2006) و مدلهاي رياضي براي اين مسائل ارائه گرديده است.
۱-۱ مقدمه
۱-۲ هدف از انجام اين تحقيق
۱-۳ روش انجام تحقيق
۱-۴ نوآوري تحقيق
۱-۵ ساختار پايان نامه
- پيشينه‌ي تحقيق
۲-۱ مقدمه
۲-۲ انواع مدلها
۲-۲-۱ مدلهاي رياضي (mathematical models)
۲-۲-۱-۱ طبقه بندي مدلهاي رياضي
۲-۲-۱-۲ معادله‌ي حاکم بر آبهاي زير زميني
۲-۲-۲ مدلهاي فيزيکي (physical models)
۲-۲-۳ مدلهاي تمثالي(analog models)
۲-۲-۳-۱ مدلهاي شبکه‌اي Pore Network Models (PNMs)
۲-۲-۳-۲ مدلهای سیال لزج (viscous fluid models)
۲-۲-۳-۳ مدلهاي غشايي (membrane models)
۲-۲-۳-۴ مدلهاي حرارتي (thermal models)
۲-۲-۳-۵ مدلهاي الکتريکي (electrical models)
َ۲-۳ روشهاي عددي
۲-۳-۱ روش تفاضل محدود (finite difference method)
۲-۳-۲ روش حجم محدود (finite volume method)
۲-۳-۳ روش عناصر محدود (finite element method)
۲-۳-۴٫ روش عناصر مرزي (boundary element method)
۲-۳-۵ روش عددي ديفرانسيل كوادراچر (differential quadrature method)
۲-۳-۶ روشهاي طيفي (spectral methods)
- معرفي روش شبکه‌اي به عنوان روشي عددي براي حل معادله‌ي آبهاي زيرزميني
۳- ۱ مقدمه
۳-۲ مباني تئوريکي روشهاي شبکه‌اي
۳-۲-۱ معادله‌ي حاکم بر روش شبکه‌اي
۳-۲-۲ معادله‌ي جبري حاکم بر روش شبکه‌اي در حالت ماندگار
۳-۲-۳ تأثير ناهمگني و ناهمساني بر معادلات جبري حاکم
۳-۲-۴ تزريق و برداشت
۳-۲-۵ معادله‌ي جبري حاکم بر روش شبکه‌اي در حالت ناماندگار
۳-۲-۶ آبخوان محصور و آزاد
۳-۲-۷ اصلاح روش شبکه‌اي
۳-۲-۷-۱ بهبود با استفاده از افزايش اتصال گره‌ها
۳-۲-۷-۲ بهبود با استفاده از نحوهي مدل کردن گره‌هاي مرزي
۳-۲-۸ معادله‌ي حاکم در حالت کلي
۳-۲-۹ تأثير شکل هندسي مجاري بر روش شبکه‌اي
۳-۲-۹-۱شکل مجاري
۳-۲-۹-۲ معادله‌ي حاکم
۳- ۳ مدل آزمايشگاهي
۳-۳-۱ مقدمه
۳-۳-۲ نحوهي ساخت مدل آزمايشگاهي
۳-۳-۳ روش انجام آزمايش
۳-۳-۳-۱محيط همگن و همسان با هد ثابت
۳-۳-۳-۲ آزمايش آبخوان آزاد
۳-۳-۳-۳ آزمايش لايه‌ي غير قابل نفوذ
۳-۳-۳-۴ آزمايش ناهمگن و ناهمسان بودن محيط متخلخل
۳-۳-۳-۵ آزمايش جريان ناماندگار
- مثالهاي عددي و آزمايشگاهي و بحث در نتايج به دست آمده
۴-۱ مقدمه
۴-۲ مثالهاي عددي
۴-۱-۱ مثال ۱) مسأله‌ي حالت ماندگار در محدوده‌ي مربعي و شرايط مرزي شكل ۴-۱
۴-۱-۲ مثال ۲) مسأله‌ي حالت ماندگار در محدوده‌ي مربعي و شرايط مرزي شكل ۴-۵
۴-۱-۳ مثال ۳) مسأله‌ي حالت ماندگار در محدوده‌ي مستطيلي و شرايط مرزي شكل ۴-۸
۴-۱-۴ مثال ۴) مسأله‌ي حالت ماندگار در محدوده‌ي مثلثي و شرايط مرزي شكل۴-۱۱
۴-۱-۵ مثال ۵) مسأله‌ي حالت ماندگار با وجود چاه در محدوده‌ي مستطيلي و شرايط مرزي شكل ۴-۱۴
۴-۱-۶ مثال ۶) مسأله‌ي حالت ماندگار در دامنه‌اي L شكل و شرايط مرزي شكل ۴-۱۷
۴-۱-۷ مثال ۷) مسأله‌ي حالت ناماندگار يك بعدي
۴-۱-۸ مثال ۸) مسأله‌ي حالت ناماندگار دو بعدي
۴-۱-۹ مثال ۹) مسأله‌ي حالت ماندگار با شرايط مرزي منحني
۴-۱-۱۰ مثال ۱۰) مسأله‌ي حالت ماندگار در محدوده‌ي مستطيلي و شرايط مرزي شكل ۴-۲۵
۴-۱-۱۱ مثال ۱۱) مسأله‌ي حالت ماندگار در محدوده‌ي مثلثي و شرايط مرزي شكل ۴-۲۷
۴-۳ مثالهاي آزمايشگاهي
۴-۳-۱ آزمايش ۱) جريان در اطراف يك مانع مستطيلي
۴-۳-۲٫ آزمايش ۲) جريان با شرايط مرزي مركب
۴-۳-۳ آزمايش ۳) جريان از زير پرده‌ي آب بند
۴-۳-۴ آزمايش ۴) جريان در آبخوان آزاد
۴-۳-۵ آزمايش ۵) جريان در آبخوانی ناهمگن و ناهمسان
- نتيجه‌گيري و پيشنهادات
جهت رفع سوالات و مشکلات خود از سیستم پشتیبانی سایت استفاده نمایید .
دیدگاه ارسال شده توسط شما ، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
دیدگاهی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با مطلب باشد منتشر نخواهد شد.