بخشی از مقاله
خلاصه
در این تحقیق ضرایب دیسپرسیویته مکانیکی آبخوان کوهپایه- سگزي اصفهان با استفاده از مدل MODPATH که به عنوان یک بسته نرم افزاري در مدل GV4 گنجانده شده است، در شرایط عدم قطعیت تخمین زده شد. ابتدا مدل شبیهساز کمی با توجه به دادههاي موجود ساخته و براي حالت ناماندگار اجرا گردید. سپس مناطق با ضرایب دیسپرسیویته متفاوت را با در نظر گرفتن جنس و ساختار لایه آبدار و نیز با توجه به مناطق با هدایت هیدرولیکی مختلف تشخیص داده شد. پس از آن مدل MODPATH براي حالت ناماندگار اجرا گردید و متوسط طول مسیرهاي جریان براي مناطق مختلف ضرایب دیسپرسیویته تخمین زده شد. در نهایت با استفاده از آنالیز عدم قطعیت مدل در حالت استوکستیک اجرا و علاوه بر واسنجی پارامترهاي کیفی، مقادیر پارامتر ضرایب دیسپرسیویته در مناطق مختلف تعیین گردید.
1. مقدمه
بطورکلی براي شبیهسازي حرکت آلاینده در سیستمهاي هیدرولوژیکی نیاز است که معادلات حاکم بر حرکت آلاینده در چنین سیستمهایی با استفاده از روشهاي مختلف تحلیلی و یا عددي حل گردند. مدلهاي عددي مختلفی براي حل معادلات حاکم بر حرکت آلاینده در سیستمهاي هیدرولوژیکی بر اساس روشهاي مختلف عددي نظیر تفاضلات محدود و عناصر محدود گسترش داده شدهاند. ولی قبل از استفاده از این مدلها بهتر آن است که درك درستی از فرآیندهاي حاکم بر حرکت آلاینده بدست آید. بطورکلی فرآیندهاي اصلی در حرکت آلایندههاي پایستار در یک لایه آبدار فرآیندهاي انتقال و پخشیدگی هیدرودینامیکی هستند. فرآیند انتقال حرکت آلاینده با همان سرعت آبزیرزمینی را توصیف میکند، در صورتیکه فرآیند پخشیدگیعملاً انتشار و پراکندگی آلاینده را در اثر انحراف سرعت واقعی جریان از سرعت متوسط آب زیرزمینی نشان میدهد.
پخشیدگی هیدرودینامیکی از دو جزء پخشندگی مولکولی و مکانیکی تشکیل شده است. در مسائل عملیمعمولاً پخشندگی مولکولی در مقایسه با پخشیدگی مکانیکی در درجه دوم اهمیت بوده و قابل صرفنظر کردن است. یکی از مسائلی که همواره پژوهشگران با آن روبرو بودهاند تعیین ضرایب دیسپرسیویته براي حل معادلات حرکت آلاینده بوده است زیرا مدلهاي شبیهساز کیفی براي حل معادلات حاکم بر حرکت آلاینده علاوه بر میدان سرعت نیاز به ضرایب دیسپرسیویته مکانیکی دارند. میدان سرعت از طریق حل معادلات حاکم بر جریان بدست میآید ولی ضرایب دیسپرسیویتهمعمولاً از طریق آزمایشهاي ردیابی ذرات که بسیار هم پرهزینه بوده بدست میآیند.[1] علاوه بر این طبق مطالعات انجام شده بزرگی ضریب دیسپرسیویته طولی به مقیاس مسئله و طول مسیر طی شده توسط آلاینده بستگی دارد1]و.[2 این مشکلات سبب گردید که محققان مدلهاي ردیابی ذرات را گسترش دهند. مدل MODPATH یکی از این مدلها میباشد که از طریق آن میتوان طول مسیرهاي حرکت آلاینده در یک محیط متخلل و از روي آن ضرایب دیسپرسیویته را تخمین زد.[3]
در یک محیط متخلخل، پخشیدگی مکانیکی به علت تفاوت سرعت سیال در داخل خللوفرج، مابین خللوفرج با اندازههاي مختلف و یا به علت حرکت در مسیرهاي مختلف جریان با طولهاي متفاوت بهوجود میآید. با این حال در مقیاس میدانی، حتی اگر لایه هاي آبدار همگن و همسانگرد در نظر گرفته شوند، مناطق و لایههایی با مقادیر مختلف هدایت هیدرولیکی وجود دارند که سرعت سیال بسته به هدایت هیدرولیکی آن منطقه تغییر میکند. بنابراین اگر فرض کنیم پخشیدگی مکانیکی فقط در اثر اختلاف در سرعت سیال در داخل خللوفرج رخ دهد، میتوان پخشیدگی هیدرودینامیکی طولی را به عنوان نتیجهاي از حرکت سیال از میان مناطقی از لایه آبدار با مقادیر مختلف هدایت هیدرولیکی و سرعتهاي معادل آن در نظر گرفت.
