بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
طراحی مدل(Model design)
اسلاید 2 :
مدل تفهیمی ارائه تصویری از سیستم جریان آب زیرزمینی است که معمولا به وسیله دیا گرام های ساده ایجاد می شوند. اولین مرحله طراحی مدل ارائه یک مدل تفهیمی از منطقه است.
فرضیه هائی که درسیستم روی می دهد و اجزاء فیزیکی که سیستم را تحت تاثیرقرارمی دهند باید شناسائی کنیم جهت انجام این کار اطلاعاتی مانند اسکلت زمین شناسی (چارچوب زمین شناسی) - چارچوب هیدرولوژیکی و ورودی ها وخروجی ها ازسیستم، لازم است. وقتی که مدل تفهیمی کامل می شود کمبودهای مدل مشخص می شود مدل مفهومی به شما دیکته می کند که یک سیستم فیزیکی تبدیل به مدل ریاضی کنید.
مدلهای تفهیمی می توانند:
1- ابعاد مدل را مشخص سازند.
2- نشان دهند چگونه شبکه مدل طراحی و چگونه جهت یابی می شود.
مدلهای تفهیمی (conceptual)
اسلاید 3 :
مدلهای تفهیمی مدلساز را وادار می سازند تا تمامی داده های روی زمین جمع آوری و ساده سازی و سازماندهی شوند، اما باید یک تعادلی بین ساده سازی مدل و صحت شبیه سازی سیستم شبکه جریان ایجاد شود. به عبارت دیگر ساده سازی آنقدر ادامه نیابد تا اینکه مدل مفهوم خود را از دست دهد .
وقتی که می خواهیم مدل تفهیمی منطقه ای را مشخص کنیم باید بر اساس شرایط مرزی منطقه مورد نظر باشد و سعی شود مرزها به صورت مرزهای طبیعی و یا مصنوعی باشند.
اسلاید 4 :
برای ایجاد یک مدل تفهیمی سه مرحله اساسی وجود دارد:
الف- مشخص کردن واحد های آب چینه ای یا هیدرواستراتیگرافی:
ابتدا باید تمامی اطلاعات زمین شناسی و هیدروژئولوژیکی موجود گردآوری شود.
نقشه زمین شناسی:
نقشه ای که نحوه توزیع سازندهای زمین شناسی را نشان می دهد ولی نقشه هیدروژئولوژی سازندها را بر اساس خواص آبی و هیدروژئولوژیکی آنها نشان می دهد.
واحد های آب چینه ای:
واحد های زمین شناسی با خواص هیدروژئولوژیکی مشابه می باشند.
اسلاید 5 :
ب- تهیه بیلان از منطقه:
دومین مرحله از مدل تفهیمی تهیه بیلان (بررسی ورودی ها و خروجی ها در سیستم) از منطقه می باشد.
1- کمی نمودن تمام جریانهایی که وارد سیستم می شوند. شامل بارندگی ، ذوب برف جریانهای زیرین از طریق مرزها وتغذیه از چاهها ولاگون ها و. می باشد .
2- کمی نمودن تمام جریان های خروجی از سیستم که شامل تخلیه آب زیرزمینی به صورت جریان پایه و یا جریانهای زیرین، تبخیر وتعرق، میزان تخلیه آب زیرزمینی از طریق پمپاژ، چشمه ها، رواناب و. می باشد .
اسلاید 6 :
ج- تعیین سیستم جریان آب زیرزمینی:
سومین مرحله از مدلهای تفهیمی تعیین و مشخص کردن سیستم جریان آب زیرزمینی است که باید سوالات زیر مورد بررسی قرار گیرد:
جریان آب در سیستم چگونه است؟
آب به چه صورت وبه چه سرعتی در سیستم جریان دارد؟
آبی که درون سیستم است چه سنی دارد؟
چگونه می توان این اطلاعات را تهیه کرد؟ از طریق سازمانهای آب، زمین شناسی، هوا شناسی، جهاد و وزارت کشاورزی و. می توان اطلاعات را کسب کرد.
اسلاید 10 :
پارامترهای زمانی: می تواند به صورت پریود و گام زمانی باشد.گام های زمانی تقسیمات فرعی پریود زمانی هستند، پریود زمانی شامل پریود خشک وپریود تر است که هرپریود خشک یا تر به چند ماه (گام زمانی) تقسیم می شود.
زمان وقتی مشخص می شود که مدل ناماندگار و وابسته به زمان است، که می تواند به صورت واحدهای زمان، طول زمانی وگام های زمانی تعریف شود. اگر مدل به صورت ماندگار باشد پریود استرس (طول پریود زمانی) تاًثیر چندانی ندارد.
پارامترهای مکانی: شامل قسمت فوقانی وتحتانی آبخوان ومرزهای آن می باشد. باید یک سری اطلاعات از سنگ کف طبقات فوقانی داشته باشیم و این اطلاعات به نرم افزار surfer داده شود. (تنها pmwin قادر است این داده را بگیرد)
پارامترهای هیدروژئولوژیکی: خصوصیات هیدروژئولوژیکی شاملK , T, S ,Sy است که باید به مدل داده شوند.
پارامترهای مدل
اسلاید 11 :
هدایت هیدرولیکی مهمترین و بحرانی ترین پارامتر درمدلسازی است. مقادیرواقعی ضریب ذخیره و Tترجیحاً باید از آزمایشات پمپاژ بدست آمده باشد. وقتی می خواهیم یک مدل واقعی انجام دهیم باید معیارهای کالیبراسیون و همچنین target یاخطا های وابسته به آن را مشخص کنیم.
اسلاید 12 :
شرایط اولیه:
مقداربار هیدرولیکی یا سطح آب برای سلول های فعال با هد ثابت به صورت ورودی به سیستم داده می شود.
برای شبیه سازی حالت ناماندگار غالباً هدی که در شرایط اولیه به سیستم داده می شود به واقعیت نزدیک تر است.
تفاوت شرایط اولیه درحالت ناماندگار و حالت ماندگار: درحالت ماندگار بار هیدرولیکی و سطح آب که به سیستم داده می شود همان سطح واقعی آب می باشد، ولی درشرایط ناماندگار چون سیستم تغییر پیدا نمی کند هر عددی که داده شود این سطح را به ما می دهد . درحالت ناماندگار تنها جایی که باید بارهای آن واقعی باشد مرز با بار هیدرولیکی ثابت است.
بارهیدرولیکی درسلولهای مرز با بار ثابت باید دارای مقدار واقعی باشند. همیشه این طور نیست چون اگر آبخوان آزاد باشد تغییر بارهیدرولیکی به علت تغییرضخامت دراین آبخوان ها به صورت غیرخطی می شود. اگر مدل از حالت ماندگار (steady) به حالت ناماندگار (unsteady) اجرا کنند مدل جواب بهتری خواهد داد.
اسلاید 13 :
Temporal discretisation
در مدل سازی معمولا یک پریود Period و یک Time step (گام زمانی) داریم.
پریودPeriod : بخش هایی از مدل سازی هستند که تقریبا شرایط یکسانی دارند. مثلا پریود خشک یا پریود تر.
Time step: تقسیم به دوره های زمانی کوتاهتر به عنوان مثال در شبیه سازی آزمایش پمپاژ Time step به زمانهای دقیقه و ثانیه نیز می تواند تقسیم شود.
طول Time step بستگی به خصوصیات دینامیکی فرایندهای هیدرولوژیکی که می خواهید شبیه سازی کنید دارد. هرچه فرایند کوتاهتر باشد گام های زمانی نیز کوچکتر است.
اسلاید 14 :
The length of the time step depends on the dynamic character of the hydrologic process you want to model.
Figure 3.8 shows the spatial and temporal scales of some (hydrologic) processes.
Various examples of different time steps are shown in table 3.1
اسلاید 16 :
اسکلت فیزیکی مدل
برای ساختن چارچوب فیزیکی مدل نیاز به اطلاعات زیر است:
نقشه زمین شناسی و مقاطع عرضی که سازند های زمین شناسی و مرز ها را نشان می دهد.
نقشه توپوگرافی که برروی آنها آبهای سطحی مشخص شده اند.
نقشه های ترازی که قاعده آبخوان و طبقات محصور کنند را نشان می دهند.
نقشه های ایزوپک که ضخامت آبخوان و ضخامت لایه های محصور کننده را نشان می دهند ( بر اساس اطلاعات ژئوفیزیکی و زمین شناسی می توان این نقشه ها را تهیه کرد. )
نقشه هایی که گسترش توف ها و ضخامت رسوبات رودخانه ای و دریاچه ای را نشان می دهد .
داده های مورد نیاز برای شبیه سازی جریان آب زیرزمینی
اسلاید 17 :
اسکلت هیدروژئولوژیکی مدل:
سطح ایستابی برای تمام آبخوانهای منطقه تهیه شود.
هیدروگراف بار هیدرولیکی آب زیرزمینی و آبهای سطحی و میزان دبی آنها
نقشه ها و مقاطع عرضی که توزیع هدایت هیدرولیکی و قابلیت انتقال آبخوان را نشان می دهند (نقشه های هم K و نقشه های هم T).
نقشه ها و مقاطع عرضی که خواص ضریب ذخیره آبخوان ها و لایه های محصور را نشان می دهد.
مقادیر هدایت هیدرولیکی بستر رودخانه ها و دریاچه ها.
تغییرات تبخیر و تعرق، تغذیه آبهای زیرزمینی، اثر متقابل آبهای سطحی و زیرزمینی، میزان پمپاژ و تخلیه طبیعی آبهای زیرزمینی.
اسلاید 18 :
در مد لهای عددی منطقه به یک سری سلول یا المان تقسیم بندی می شود که به مجموعه ای از این سلول ها گرید یا شبکه گفته می شود.
گرید: اسکلت مدل یا شبکه بندی مدل را تشکیل می دهد.
گرید یا شبکه مدل (Grid):
اسلاید 19 :
1- اهداف مطالعه (Objectives of study)
بر اساس هدف مورد نظر طراحی شبکه مدل متفاوت خواهد بود. به عبارت دیگر مطالعات مختلف شبکه های مختلفی می طلبد.
به طور مثال وقتی کار کلی است و داده کافی در دسترس نیست، ابعاد شبکه بزگ در نظر گرفته می شود. چون می خواهیم سلولهای بزرگی
در منطقه حاکم کنیم.
طراحی شبکه
عوامل موثر برطراحی شبکه :
اسلاید 20 :
اما وقتی هدف، کار دقیق در منطقه است و داده ها و اطلاعات مناسب و زیادی در دسترس باشد، شبکه کوچکتر در نظر گرفته می شود.
هرچه شبکه بزرگتر باشد اطلاعاتی که از مدل به دست می آید با خطای بیشتری همراه است .
2) شرایط مرزی (Boundary conditions)
در نزدیکی بعضی از مرزهای حساس سلولهای شبکه ریزتر می شوند.
