تهیه مدل ریاضی آبخوان دشت چالدران و بررسی جنبه های مدیریتی آن

نوع محتوی: طرح پژوهشی
Language: Persian
Document ID: R-1391816
Publish: 6 February 2022
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
View: 956
Pages: 201
Publish Year: 1385

This Research With 201 Page And PDF Format Ready To Download

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Research:

Abstract:

دشت چالدران در منتهی الیه شمال غرب ایران، همجوار با کشور ترکیه و در فاصله ۸۰ کیلومتری جنوب غربی شهرستان ماکو واقع شده است. منابع آب زیرزمینی این دشت از نظر کیفی و کمی از وضعیت مطلوبی برخوردار می باشد. لذا به منظور مطالعه دقیق آبخوان و بهره برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی ، در راستای حفظ وضعیت مطلوب کمی و کیفی آن، مدل ریاضی آبخوان به عنوان ابزاری کارآمد و باصرفه تهیه گردید. در همین راستا به منظور مطالعات کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی، ابتدا کلیه اطلاعات هواشناسی، هیدرولوژی، هیدروژئولوژی، ژئوفیزیک و زمین شناسی جمع آوری و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. سپس با استفاده از این داده ها مدل ریاضی آبخوان توسط نرم افزار Visual Modflow تهیه و مدل طی یک دوره زمانی یکساله(سال آبی۸۲-۸۱) با در نظر گرفتن چهار پریود و ۱۲ گام زمانی اجرا و کالیبره گردید.

پس از واسنجی مدل برای شرایط ماندگار و غیر ماندگار، نتایج حاصله مورد آنالیز حساسیت قرار گرفت. واسنجی اولیه مدل نشان داد که مدل می تواند شرایط طبیعی آبخوان را شبیه سازی کند ولی این مهم در مرحله صحت سنجی(صحت سنجی مدل برای سال آبی۸۳-۸۲) مدل مشاهده نگردید. دلیل اصلی عدم مقبولیت مدل، عدم قطعیت داده های ورودی تشخیص داده شد. به همین جهت راهکارهایی از جمله محاسبه T از طریق داده های ظرفیت ویژه و ژئوفیزیک، محاسبه S از روش بیلان جزء به جزء و اصلاح شرایط مرزی برای مقابله با عدم قطعیت مدل انجام شد. پس از اعمال اصلاحات لازم، مدل واسنجی و صحت سنجی گردید. صحت سنجی مجدد مدل نشان داد که مدل می تواند شرایط طبیعی آبخوان را شبیه سازی کند لذا از این مدل می توان به عنوان ابزار مدیریتی آبخوان استفاده کرد.

فهرست مطالب Research

فصل اول- بررسی منابع

۱-۱- مقدمه ۱..   

۱-۲- پیشینه پژوهش ۲ 

۱-۳- تعریف مدلهای آب زیرزمینی. ۳

۱-۴- هدف از مدلسازی ۳

۱- ۵- انواع مدلهای آب زیرزمینی ۳

۱-۶- معادلات پایه سیستم آبهای زیرزمینی. ۵

۱-۶-۱- اصل بقاء جرم ۵

۱-۶-۲- مروری بر قانون دارسی. ۷

۱-۷- اشتقاق معادله حاکم بر جریان آب زیرزمینی.. ۸

۱-۸- شرایط مرزی و اولیه ۱۲

۱-۹- روشهای حل معادلات آبهای زیرزمینی. ۱۳

۱-۹-۱- روش تفاضلات محدود. ۱۴

۱-۹-۲- روش عناصر محدود. ۱۵

۱-۱۰- مبانی و پروتکل مدلسازی آبهای زیرزمینی.. ۱۶

۱-۱۰-۱- اهداف مدل ۱۷

۱-۱۰-۲- جمع‌آوری آمار و اطلاعات و تهیه مدل مفهومی.. ۱۹

۱-۱۰-۳- انتخاب معادله حاکم و کد کامپیوتری. ۲۱

۱-۱۰-۴- طراحی مدل. ۲۱

۱-۱۰-۵- واسنجی.. ۲۱

۱-۱۰-۵-۱- روش سعی و خطا ۲۲

۱-۱۰-۵-۲- روش اتوماتیک کالیبراسیون ۲۲

۱-۱۰-۶- آنالیز حساسیت ۲۳

۱-۱۰-۷- صحت سنجی مدل. ۲۳

۱-۱۰-۸- پیش‌بینی. ۲۳

۱-۱۰-۹- تهیه گزارش و ارائه روند مدلسازی و نتایج آن. ۲۴

۱-۱۰-۱۰- بازرسی بعدی و تعیین اعتبار مدل. ۲۴

۱-۱۱- مروری بر کدها و بسته‌های نرم‌افزاری.. ۲۴

۱-۱۲- توصیف بسته نرم‌افزاری   ۲۵

۱-۱۲-۱- مدول .. ۲۵

۱-۱۲-۲- مدول اجرای مدل ( ) ۲۷

۱-۱۲-۳- مدول خروجی مدل ( ).. ۲۷

فصل دوم – مواد و روشها

۲-۱- موقعیت جغرافیایی و راههای ارتباطی.. ۲۹

۲-۲- هواشناسی ۲۹

۲-۲-۱- ایستگاههای هواشناسی انتخابی ۳۱

۲-۲-۲-  بررسی پارامترهای هواشناسی. ۳۳..

۲-۲-۲-۱- ریزشهای جوی ۳۳

۲-۲-۲-۲- درجه حرارت ۳۵

۲-۲-۲-۳- رطوبت نسبی.. ۳۶

۲-۲-۲-۴- تبخیر و تبخیر-تعرق پتانسیل ۳۷

۲-۲-۲-۵-ساعات آفتابی. ۳۸

۲-۲-۲-۶- یخبندان. ۳۹

۲-۲-۳- وضعیت اقلیمی منطقه. ۳۹

۲-۲-۳-۱- طبقه‌بندی اقلیمی به روش آمبرژه. ۳۹..

۲-۳- هیدرولوژی.. ۴۰

۲-۳-۱-کیفیت شیمیایی آبهای سطحی ۴۲

۲-۴- زمین‌شناسی چالدران.. ۴۴

۲-۴-۱- زمین‌شناسی ناحیه‌ای ۴۴

۲-۴-۲- چینه‌شناسی ۴۴

۲-۴-۲-۱- پرکامبرین ۴۴

۲-۴-۲-۲- مزوزوئیک.. ۴۴

۲-۴-۲-۳- دوران سوم زمین‌شناسی (سنوزوئیک) ۴۵

۲-۴-۲-۳-۱- الیگومیوسن ۴۶

۲-۴-۲-۳-۲- کواترنری. ۴۶

۲-۴-۳- تکتونیک منطقه مورد مطالعه ۴۷

۲-۴-۳-۱- نقش گسلها در تغذیه آبخوان ۴۸

۲-۴-۴- پدیده‌های کارستی در منطقهمورد مطالعه.. ۵۱

۲-۴-۴-۱- رخساره‌های کربناته ارتفاعات مشرف به محدوده دشت چالدران ۵۱

۲-۵- هیدروژئولوژی آبخوان دشت چالدران.. ۵۱

۲-۵-۱- مشخصات عمومی آبخوان.. ۵۲

۲-۵-۲- نوسانات سطح آب زیرزمینی.. ۵۲

۲-۵-۳- عمق سطح آب زیرزمینی. ۵۳

۲-۵-۴- تراز آب زیرزمینی.. ۵۴

۲-۵-۵- جبهه‌های ورودی و خروجی آب زیرزمینی ۵۵

۲-۵-۶- جهت جریان و گرادیان هیدرودینامیکی آبخوان.. ۵۹

۲-۵-۷- ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان ۶۰

۲-۶- هیدروژئوشیمی ۶۲

۲-۶-۱- کلیات .. ۶۲

۲-۶-۲- هدایت الکتریکی. ۶۳

۲-۶-۳- مجموع املاح محلول در آب. ۶۴

۲-۶-۴- تغییرات شوری (کلراید). ۶۵

۲-۶-۵- تیپ آب زیرزمینی.. ۶۸

۲-۶-۶- سختی آبها ۶۹

۲-۶-۷- طبقه‌بندی آبهای زیرزمینی از نظر مصارف مختلف.. ۷۰

۲-۶-۷-۱- طبقه‌بندی آبهای زیرزمینی از نظر مصارف مختلف شرب.. ۷۰

۲-۶-۷-۲- طبقه‌بندی آبهای زیرزمینی از نظر مصارف مختلف کشاورزی.. ۷۳

۲-۶-۷-۳- طبقه‌بندی آبهای زیرزمینی از نظر مصارف مختلف صنعتی ۷۳

۲-۷- بیلان آب زیرزمینی محدوده مطالعاتی ۷۵

۲-۷-۱- مدت یا دوره بیلان.. ۷۵

۲-۷-۲- محدوده بیلان ۷۵

۲-۷-۳- عوامل تغذیه آبخوان دشت چالدران. ۷۶

۲-۷-۳-۱- جریان ورودی زیرزمینی به محدوده بیلان.. ۷۶

۲-۷-۳-۲- تغذیه ناشی از بارندگی در محدوده بیلان ۷۷

۲-۷-۳-۳- تغذیه ناشی از جریانهای سطحی و سیلابها در محدوده بیلان.. ۷۷

۲-۷-۳-۴- تغذیه ناشی از آب برگشتی مصارف کشاورزی و فاضلاب شهری ۷۸

۲-۷-۳-۵- جریان خروجی زیرزمینی ازمحدوده بیلان ۷۹

۲-۷-۳-۶- زهکشی از سفره در محدوه بیلان. ۷۹

۲-۷-۳-۷- حجم آب تبخیرشده از آبخوان ۸۰

۲-۷-۳-۸- بهره‌برداری از آبخوان در محدوده بیلان.. ۸۰

۲-۷-۳-۹- تغییرات حجم مخزن در دوره بیلان. ۸۰

۲-۷-۳-۱۰- تغذیه از سنگ کف. ۸۱

۲-۸- مطالعات ژئوفیزیک دشت چالدران ۸۴

۲-۸-۱-مشخصات سونداژهای الکتریک دشت چالدران. ۸۵

۲-۸-۲- گستره مقاومت ویژه الکتریکی لایه‌ها.. ۸۵

۲-۸-۳- شرح نقشه‌های مقاومت مخصوص ظاهری. ۸۶

۲-۸-۳-۱- نقشه‌ مقاومت مخصوص ظاهری ۴۰  متر ۸۷

۲-۸-۳-۲- نقشه‌ مقاومت مخصوص ظاهری ۱۰۰  متر. ۸۷

۲-۸-۳-۳- نقشه‌ مقاومت مخصوص ظاهری ۲۰۰  متر ۸۷

۲-۸-۳-۴- نقشه‌ مقاومت مخصوص ظاهری ۴۰۰  متر ۸۸

۲-۸-۴- مقاطع ژئوالکتریک ۸۸

۲-۸-۴-۱- مقطع ژئوالکتریک ۸۸

۲-۸-۴-۲- مقطع ژئوالکتریک .. ۸۸

۲-۸-۴-۳- مقطع ژئوالکتریک .. ۸۹

۲-۸-۴-۴- مقطع ژئوالکتریک .. ۸۹

۲-۸-۵- بررسی کمی داده‌ها ۸۹

۲-۸-۵-۱- نقشه هم ضخامت رسوبات آبرفتی ۸۹

۲-۸-۵-۲- نقشه هم ارتفاع مطلق سنگ کف.. ۹۱

۲-۸-۵-۳- نقشه هم‌مقاومت عرضی لایه آبدار.. ۹۲

 

فصل سوم – نتایج و بحث

۳-۱- هدف از مدلسازی ۹۵

۳-۲- مدل تفهیمی. ۹۵

۳-۳- انتخاب معادله حاکم و کد کامپیوتری.. ۹۸

۳-۴- طراحی و ساخت مدل. ۱۰۰

۳-۴-۱- شبکه‌بندی مدل ۱۰۰

۳-۴-۲- لایه‌ها. ۱۰۲

۳-۴-۳- پارامترهای مدل. ۱۰۲

۳-۴-۳-۱- تراز آبخوان یا توپوگرافی سطح آبخوان.. ۱۰۲

۳-۴-۳-۲- تراز کف آبخوان.. ۱۰۲

۳-۴-۳-۳- تفکیک زمانی.. ۱۰۴

۳-۴-۳-۴- ویژگیهای هیدروژئولوژیک یا ضرایب هیدرودینامیکی.. ۱۰۵

۳-۴-۴- تنش‌های هیدرولیکی. ۱۰۸

۳-۴-۴-۱- تخلیه آب زیرزمینی از طریق چاههای بهره‌برداری و چشمه‌ها ۱۰۸

۳-۴-۴-۲- تخلیه ناشی از تبخیر از سطح آب زیرزمینی.. ۱۰۸

۳-۴-۴-۳- تخلیه ناشی از زهکشی در محدوده بیلان ۱۰۸

۳-۴-۴-۴- تغذیه ناشی از آب برگشتی مصارف کشاورزی، شرب و صنعتی. ۱۰۹

۳-۴-۴-۵- تغذیه ناشی از بارندگی ۱۰۹

۳-۴-۴-۶- تغذیه ناشی از نفوذ از جریانهای سطحی. ۱۰۹

۳-۴-۴-۷- تغذیه و تخلیه ناشی از جریانهای ورودی و خروجی آب زیرزمینی.. ۱۰۹

۳-۴-۵- شرایط مرزی. ۱۰۹

۳-۴-۵-۱- بررسی مرزهای آبخوان دشت چالدران. ۱۱۰

۳-۴-۶- شرایط اولیه ۱۱۰

۳-۵- اجرای مدل ۱۱۲

۳-۶- واسنجی.. ۱۱۳

۳-۶-۱- واسنجی خودکار. ۱۱۵

۳-۶-۲- واسنجی دستی (سعی و خطا) ۱۱۶

۳-۶-۳- ارزیابی نتایج کالیبراسیون. ۱۲۱

۳-۷- آنالیز حساسیت ۱۲۴

۳-۸- صحت سنجی. ۱۲۸

۳-۹- بررسی علل عدم قطعیت مدل ریاضی آبخوان دشت چالدران.. ۱۳۱

۳-۱۰- راهکارهای مقابله با عدم قطعیت مدل ریاضی آبخوان دشت چالدران ۱۳۱

۳-۱۰-۱- محاسبه و بسط ضریب قابلیت انتقال آبخوان دشت چالدران با استفاده از داده‌های ظرفیت ویژه و ژئوفیزیک    ۱۳۲

۳-۱۰-۲- محاسبه ضریب ذخیره آبخوان از طریق بیلان جزء به جزء یا معادله ساده‌شده

هیدروژئولوژی ۱۴۲

۳-۱۰-۳- اصلاح شرایط مرزی مدل.. ۱۴۶

۳-۱۱- کالیبراسیون مجدد مدل ۱۴۶

۳-۱۲- صحت سنجی مجدد مدل. ۱۴۶

۳-۱۳- پیش‌بینی ۱۴۶

فصل چهارم– نتیجه‏گیری و پیشنهادات

۴-۱- نتیجه‌گیری ۱۵۲

۴-۲- ‌‌پیشنهاد برای تحقیقات آینده ۱۵۵

منابع .. ۱۵۸

پیوستها

نمایش کامل متن