بخشی از مقاله
چکیده
روشهاي ریاضی شبیهسازي آبزیرزمینی امروزه نقش قاطعی را در توسعه و کاربرد خط و مشی ها و تدابیر مستدل و منطقی آبهايزیرزمینی ایفا می کند اهداف اصلی تهیه مدل آب زیرزمینی دشت اردبیل درك کمی جریان آبزیرزمینی و مؤلفههاي گوناگون بیلان دشت اردبیل است که فرایند بهینه تصمیم گیري مدیریت آبخوان براساس آنها خواهد بود
در این تحقیق سیستم جریان آبزیرزمینی در آبخوان دشت اردبیل به وسیله مدل سازي عددي تفاضل محدود، توسط نرم افزار GMS7.0 شبیهسازي شده است پس از واسنجی مدل سال آبی 86-89، آنالیز حساسیت بر مدل اعمال گردید. که مدل ریاضی با بهینهسازي دادهها و تعریف زونهاي متفاوت هیدروژئولوژیکی توانایی بالایی را در شبیهسازي آبخوان نشان میدهد. و دادههاي مناسبتري را ارائه می دهد.
-1مقدمه
یکی از اهداف بلند مدت مدیریت راهبردي آب کشور تعادل بر قرار کردن بین تقاضاي آب و منابع آب موجود با کمترین هزینه ممکن می باشد. براي پاسخ گویی به نیاز روز افزون تقاضاي آب در کشور، در نظر گرفتن راهبردهاي مناسب در بخش هاي مختلف توسعه روشهاي مدیریتی کارآمد جدید می تواند راهگشا باشد.
یکی از راههاي مدیریتی مناسب براي شناخت و در نتیجه مدیریتی منابع آبی کشور که وابستگی زیاد به آبهاي زیرزمینی دارد، استفاده از مدل ریاضی عددي می باشد. میزان سودمند یا قابل استفاده بودن یک مدل وابسته به این است که معادله ریاضی تا چه اندازه توانسته باشد واقعیت موجود را شبیه سازي کند.
منطقه مدلسازي شامل محدوده مطالعاتی اردبیل می باشد که این 47 درجه و 46 دقیقه تا 48 درجه 41 دقیقه طول شرقی و 37 درجه 55 دقیقه تا 38 درجه تا 48 دقیقه عرض شمالی واقع شده است دشت اردبیل با میانگین بارندگی 318 میلی متر بر سال و دماي متوسط سالانه 18 درجه سانتی گراد براساس اقلیم نماي دومارتن اصلاح شده، درتیپ اقلیم نیمه خشک قرار دارد. محدود مدل آبخوان به مساحت 782 کیلومتر مربع می باشد به طوري که 38 پیزومتر حفر شده در دشت را پوشش می دهد
شکل-1 موقعیت محدوده در کشور و استان اردبیل
-2مواد و روشها
هدف از تهیه مدل مفهومی ساده کردن شرایط واقعی مورد مطالعه و سازماندهی دادههاي صحرایی است - Anderson &woessner - پس از گردآوري تمامی اطلاعات موجود - دادههاي پیزومتري، سنگ کف، توپوگرافی سطحی، چاههاي بهرهبرداري و شرایط مرزي مدل مفهومی سه یعدي آبخوان با استفاده از نرم افزارGMS7.1 - Brigham young - university,2010 تهیه شده - شکل . - 2 براي محدوده مورد مطالعه، شبکه با سلولهاي به ابعاد 250 × 250 متر در یک لایه طراحی گردید
شکل -2 مدل مفهومی تهیه شده دشت اردبیل
شکل-3 مشخصات شبکه بندي آبخوان دشت اردبیل
بنا به نتایج مطالعات هیدروژئولوژي و استفاده از نقشه هم تراز عمده ترین منبع تغذیه آبخوان جبهههاي ورودي آبزیرزمینی می باشد که براساس میزان میانگین تراز سطح آبزیرزمینی در سال آبی 87-88 و تعیین خطوط جریان، تغذیه آبزیرزمینی عمدتا از ناحیه جنوب غربی و جنوب شرقی و غرب و تا حدودي شمال شرقی وارد محدوده مدل می شود. - شکل . - 4 مرز هاي مدل در سرتاسر حاشیه ارتفاعات و مناطق تغذیه و تخلیه با استفاده از بستههاي نرم افزاري با عنوان Well و Time Variants Specified Head شبیهسازي شده است روند کلی جهت جریان آبزیرزمینی از جنوب غربی و جنوب شرق وغرب و شمال شرقی به مرکز و از آنجا به سمت شمال شرقی که خروجی دشت می باشد تغییر می کند.
شکل-4الف- تراز سطح ایستابی برحسب متر ب- نقشهي همعمق سطح ایستابی برحسب متر مهر - - 88
براي ایجاد مدل جریان در نرمافزار GMS از روش مدل مفهومی Conceptual model approach استفاده شده است. در این روش ابزارهاي GIS و ماژول Map به کاربرده می شود.{3} موقعیت منابع تغذیه و تخلیه مانند موقعیت چاهها و تغذیه سطحی، پارامترهاي لایه از قبیل هدایت هیدرولیکی، مرزهاي مدل و اطلاعات دیگر مورد نیاز براي مدل سازي در سطح مدل مفهومی به نرم افزار داده شده بعد از اتمام این مرحله شبکه ایجاد و مدل مفهومی به مدل شبکه تبدیل گردید.
درگام بعدي اطلاعات ارتفاع بالا و پایین لایه و سطح آب اولیه و - میانگین - 86-89 به مدل وارد شده براي اعمال توپوگرافی سطح زمین و تراز سطح آب به سلولهاي شبکه، از اطلاعات نقطهاي پراکنده Scatter point استفاده شده که توسط یک فایل متنی به GMS وارد و بعد از آن توسط امکانات نرمافزار درونیابی به روش Krigging و به صورت خودکار به هر سلول تخصیص داده شد
اطلاعات رقومی توپوگرافی سطح زمین از دادههاي SRTM استخراج شده و توسط فایل txt به مدل وارد شده است - شکل -5الف - پست ترین ارتفاعات در شمال شرقی دشت حدود 1310 متر و بیشتر توپوگرافی در گرداگرد محدوده مورد مطالعه نزدیک به 1500 متر واقع شده است
