ارزیابی شبیه سازی با رویکرد مرز مشترک در پیش بینی نفوذ شوری در آب خوان های لایه بندی ساحلی تحت پمپاژ

زمینه و هدف: افزایش جمعیت و رشد فعالیت های بشری در نواحی ساحلی، تنش بر آب خوان های ساحلی را افزایش داده و سبب پیش روی آب دریا به سمت آن ها شده است. مدل سازی ریاضی نفوذ شوری با استفاده از دو رویکرد امکان پذیر می باشد. در رویکرد مرز مشترک، فصل مشترک تقابل آب شور و شیرین با یک خط نشان داده می شود، حال آن که در رویکرد جریان اختلاطی، یک ناحیه انتقالی این دو سیال را از هم جدا خواهد نمود. شبیه سازی با رویکرد مرز مشترک به علت نیاز به داده های ورودی کم تر و زمان اجرای بسیار سریع تر، بیش تر مورد استفاده قرار گرفته، درحالی که  در مدل سازی با رویکرد جریان اختلاطی به علت حل هم زمان معادله جریان و معادله پخش و انتقال، جواب های دقیق تری تولید می گردد. روش بررسی: در این تحقیق برای آب خوان های لایه بندی ساحلی که در واقعیت از توزیع بیش تری نسبت به آب خوان های همگن برخوردارند، با استفاده از زبان برنامه نویسی فرترن، مدل عددی بر پایه رویکرد مرز مشترک (با نام SHI-SWIM) توسعه داده شده و نتایج مدل، پس از صحت سنجی و اعتبار بخشی، با مشاهدات آزمایشگاهی و کد عددی SEAWAT (با رویکرد جریان اختلاطی) مقایسه شده است. در ادامه، سناریوهای مختلفی برای آب خوان لایه بندی در مقیاس واقعی و با اعمال چاه پمپاژ تعریف شده و علاوه بر بررسی واکنش آب خوان نسبت به این تغییرات، نقاط قوت و محدودیت های مدل توسعه داده شده آشکار شده است. یافته ها: شبیه سازی مدل آب خوان تحت پمپاژ نشان می دهد که مدل SHI-SWIM در حالات کاهش فاصله بین چاه و دریا، نفوذ کامل چاه در آب خوان و دبی پمپاژ بالاتر پیش بینی دقیق تری از شکل گوه شوری داشته است اما پیش بینی میزان شوری آب برداشتی از چاه، چندان متناسب با نتایج به دست آمده در آزمایشگاه و مدل SEAWAT نبوده است.

Keywords:

آب خوان لایه بندی ساحلی , نفوذ شوری , مرز مشترک , پمپاژ , مدل SHI-SWIM , مدل SEAWAT