بخشی از مقاله
چکیده:
در محل برخورد دو مرز هیدروژئولوژیکی آبخوانهای گوه ای شکل می گیرد. حلهای تحلیلی مختلفی برای جریان به چاه در آبخوانهای گوه ای ارائه شده است. حاصل این حلهای تحلیلی تایپ کروهایی است که افت بدون بعد را بصورت تابعی از زمان بدون بعد نشان می دهد. از این تایپ کروها می توان برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان و تجزیه و تحلیل رفتار هیدرولیکی آبخوان استفاده کرد. جهت افزایش حساسیت تایپ کروها به تغییرات پارامترهای هیدرولیکی آبخوان تایپ کروهای مشتق افت بدون بعد زمان بدون بعد تهیه شده است. با استفاده از این کروها می توان رفتار هیدرولیکی آبخوان را بهتر تحلیل کرد، پارامترهای هیدرولیکی آبخوان را راحت تر تخمین زد و دوره زمانی را تعیین کرد که منحنی افت بدون بعد زمان بدون بعد آبخوان گوه ای رفتاری شبیه به منحنی تایس دارد.
واژه های کلیدی: آبخوان گوه ای، مشتق فشار، منحنی افت بدون بعد- زمان بدون بعد
مقدمه :
آبخوانهای گوه ای در شرایط هیدروژئولوژیکی مختلفی شکل می گیرند. مثلا در مخروط افکنه های قدیمی و یا حوضه های رودخانه ای از محل برخورد دو شاخه از رودخانه و یا در محیطهای تخلخل دوگانه از برخورد دو گسل یا سازند نفوذ ناپذیر آبخوانهای گوه ای ایجاد می گردد. توزیع افت در آبخوانهای گوه ای از طریق روش چاههای تصویری قابل تعیین است اما این روش محدودیتهایی دارد که به زاویه گوه و نوع مرزها وابسته است . - Sedghi, Samani, 2010 - برای رفع این محدودیتها حلهای تحلیلی ارائه شده است که بدون محدودیتهای زاویه ای، توزیع افت و منحنی افت بدون بعد - زمان بدون بعد را در آبخوانهای گوه ای ارائه می دهد. به عنوان مثال Chen و همکاران در سال 1978 حل های تحلیلی ماندگار و ناماندگار جریان در آبخوانهای گوه ای را ارائه نمودند.
در حل آنها افت در رودخانه صفر و آبخوان محصور فرض شده است. Yeh و Chang در سال 2006 حل Chen و همکاران را بسط داده و توپوگرافی رودخانه را در آن لحاظ کردند. حلهای تحلیلی جریان برای آبخوانهای گوه ای محبوس و آزاد سه بعدی - - Sedghi et al., 2009، آبخوانهای گوه ای نشتی در حالات ماندگار و ناماندگار - Sedghi et al ., 2011 - و آبخوانهای گوه ای تخلخل دوگانه - Sedghi, Samani, 2010 - نیز ارائه شده است.از منحنی های افت بدون بعد- زمان بدون بعد که حاصل حل های تحلیلی است می توان برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان گوه ای استفاده کرد و رفتار هیدرولیکی آبخوان گوه ای را تحلیل نمود. استفاده از منحنی های مشتق افت بدون بعد-زمان بدون بعد در سیستم مختصات لگاریتمی، تجزیه و تحلیل رفتارهیدرولیکی آبخوان و تخمین پارامترهای آبخوان را تسهیل می نماید . - Samani , et al, 2006 -
این مساله به دلیل زیادتر بودن حساسیت مشتق افت نسبت به افت بصورت تابعی از لگاریتم زمان است و خصوصا در مورادی که با مرزهای داخلی مثل ذخیره چاه و یا مرزهای هیدروژئولوژیکی خارجی مثل مرزهای یک آبخوان گوه ای مواجه هستیم کاربرد فراوان دارد. از روش مشتق فشار - افت - در آزمونهای پمپاژ در هیدروژئولوژی و صنعت نفت استفاده فراوان شده است هدف از این مقاله استفاده از روش مشتق فشار در تجزیه و تحلیل رفتار هیدرولیکی آبخوانهای گوه ای و بررسی نحوه تاثیرگذاری مرزهای آبخوان بر منحنی مشتق افت بدون بعد- زمان بدون بعد می باشد. در این مقاله منحنی های مشتق افت بدون بعد-زمان بدون بعد برای آبخوانهای گوه ای محبوس، آزاد و تخلخل دوگانه ارائه شده و مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از منحنی های مشتق افت بدون بعد-زمان بدون بعد ارائه شده در این مقاله می توان دقت تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوانهای گوه ای را با روش انطباق تایپ کرو افزایش داد و رفتار هیدرولیکی آبخوانهای گوه ای و نحوه تاثیر گذاری مرزهای جانبی بر آن را بهتر تحلیل نمود.
بحث:
در شکل 1 نمای کلی از یک آبخوان گوه ای ارائه شده است. برای تهیه منحنی های مشتق افت بدون بعد-زمان بدون بعد، از افت بدون بعد بدست آمده از حلهای تحلیلی آبخوانهای گوه ای استفاده شده و با استفاده از برنامه کامپیوتری - Spane and Wurstner, 1992 - DERIV مشتق افت بدون بعد بدست آمده است.در شکل 2 اثر مکان چاه پمپاژ بر منحنی مشتق افت بدون بعد-زمان بدون بعد و منحنی افت بدون بعد-زمان بدون بعد، در یک آبخوان گوه ای ارائه شده است. همانطوری که در شکل مشخص است مشتق افت بدون بعد در زمانهای اولیه و میانی به 0/5 میل می کند که نشان دهنده تابعیت افت بدون بعد از روند منحنی تایس در زمانهای یاد شده است. در واقع در زمانهایی که شیب منحنی افت بدون بعد برابر 0/5 می باشد، می توان از منحنی تایس برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان استفاده نمود.
همانطوری که در شکل 2 مشخص است هرچه که چاه به مرکز گوه نزدیک تر باشد دوره ای که مشتق افت در آن در حدود 0/5 می باشد و شرایط تایسی حاکم است کوتاه تر می گردد که این مساله به دلیل غالب شدن اثر مرزهای جانبی بر رفتار آبخوان می باشد. از آنجایی که مرزهای جانبی از نوع مرزهای با بار ثابت می باشند، گسترش مخروط افت به این مرزها باعث ثابت شدن افت بدون بعد و در نتیجه متمایل شدن منحنی مشتق افت بدون بعد به صفر می گردد.از مقایسه منحنی مشتق افت بدون بعد -زمان بدون بعد و منحنی افت بدون بعد -زمان بدون بعد، مشاهده می گردد که حساسیت منحنی مشتق افت بدون بعد به مکان چاه پمپاژ بیش از منحنی افت بدون بعد می باشد. این مساله نشان می دهد که استفاده از منحنی مشتق افت بدون بعد در کنار منحنی افت بدون بعد می تواند در فرایند انطباق تایپ کروها بسیار مفید باشد.
شکل 3 مشابه شکل 2 اما برای حالت آبخوان گوه ای آزاد تهیه شده است. تفاوت شکل 2 و شکل 3 اثرگذاری دبی تاخیری در زمانهای میانی است که باعث کاهش مشتق افت در زمانهای یاد شده گردیده است . بررسی شکل 3 نشان می دهد که طول دوره زمانی که مشتق افت بدون بعد برابر 0/5 بوده است کوتاهتر از حالت آبخوان گوه ای محصور می باشد که دلیل آن تاثیر گذاری دبی تاخیری است. در واقع دبی تاخیری بخش تایسی منحنی افت بدون بعد زمان بدون بعد آبخوانهای آزاد را به دوقسمت تقسیم می کند که در شکل 3 به دلیل پارامترهای دبی تاخیری انتخابی برای تهیه منحنی افت بدون بعد- زمان بدون بعد - Sedghi et al. 2009 - بخش اول منحنی مشتق افت بدون بعد-زمان بدون بعد مقدار کمتر از 0/5 را نشان می دهد. گسترش مخروط افت به مرزهای جانبی بار ثابت مثل حالت قبل باعث ثابت شدن افت بدون بعد و در نتیجه متمایل شدن منحنی مشتق افت بدون بعد به صفر شده است.در این شکل نیز مانند شکل 2 زیادتر بودن حساسیت منحنی مشتق افت بدون بعد-زمان بدون بعد نسبت به منحنی افت بدون بعد-زمان بدون بعد، بارز می باشد.
