ارزیابی عملکرد روش های عددی در شبیه سازی جریان آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان بیرجند)
Publish place: The Journal of Hydrogeology، Vol: 7، Issue: 2
Publish Year: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 155
This Paper With 15 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_HYDTR-7-2_005
تاریخ نمایه سازی: 16 مهر 1402
Abstract:
داشتن دانش و اطلاع دقیق از وضعیت منابع آب زیرزمینی جهت برنامه ریزی و توسعه پایدار در مناطق خشک و نیمه خشک اهمیت دوچندانی دارد. از طرفی به دلیل این که مدل سازی آب زیرزمینی در مطالعات میدانی دارای مشخصاتی نظیر مرزهای نامنظم، ناهمگنی و ناهمسانگردی و همچنین شرایط مرزی و مدل مفهومی پیچیده است، دشواری های زیادی در فرایند شبیه سازی وجود دارد. به دلیل قابلیت های مناسب و عملکرد قابل قبول روش های عددی، این پژوهش در نظر دارد تا یک چارچوب مناسب جهت شبیه سازی آب زیرزمینی در مناطق خشک را که مبتنی بر روش های تفاضل محدود (FD)، اجزای محدود (FE) و بدون شبکه (Mfree) است، ارائه کند. معادله جریان آب زیرزمینی براساس روش های FD، FE و Mfree گسسته شد و عملکرد آن ها در یک آبخوان فرضی و یک مطالعه میدانی مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی نتایج عددی به دست آمده در آبخوان فرضی و مقایسه با جواب تحلیلی، حاکی از آن است که عملکرد هر سه مدل عددی قابل قبول است. به طوری که مقدار شاخص RMSE برای روش های Mfree، FE و FD به ترتیب ۰۰۵/۰، ۰۱۶/۰ و ۰۱۸/۰ متر به دست آمد. لکن با افزایش پیچیدگی های شبیه سازی در مطالعه میدانی، از دقت روش های عددی مبتنی بر مش (شبکه بندی) نظیر FD و FE کاسته شد. ارزیابی عملکرد روش FD نشان داد که این روش در مسائل با هندسه های منظم و شرایط مرزی ساده از عملکرد خوبی برخوردار است، لکن در مسائل واقعی و شرایط واقعی با هندسه های نامنظم که با ناهمسانگردی و ناهمگنی مواجه هستند از دقت آن به شدت کاسته می شود. به طوری که مقدار شاخص RMSE برای روش FD در آبخوان واقعی، حدود ۷۷/۱ متر بهدست آمد. نتیجه فوق البته با شدت کمتر برای روش FE نیز صادق است (مقدار RMSE برای FE و در آبخوان واقعی حدود ۳۶/۰ بهدست آمد). همچنین نتایج این مطالعه در خصوص روش Mfree ثابت کرد که این روش ضمن داشتن دقت بالاتر نسبت به روش های FD و FE از انعطاف پذیری بسیار بالایی در مواجه با هندسه های نامنظم و موضوعات ناهمسانگردی و ناهمگنی برخوردار است. مقدار شاخص RMSE برای روش Mfree در مطالعه میدانی، ۲۶/۰ متر بهدست آمد.
Keywords:
Authors
احمد جعفرزاده
دکتری منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند. بیرجند، ایران.
عباس خاشعی سیوکی
استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
محسن پوررضا بیلندی
دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. گروه پژوهشی تغییر اقلیم و خشکسالی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :