مدلسازی جریان آب زیرزمینی بر مبنای تلفیق GIS و کد ۲۰۰۰-MODFLOW محدوده مطالعاتی سیب سوران

نوع محتوی: طرح پژوهشی
زبان: فارسی
شناسه ملی سند علمی: R-1279311
تاریخ درج در سایت: 10 مهر 1400
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
مشاهده: 352
تعداد صفحات: 182
سال انتشار: 1387

نسخه کامل طرح پژوهشی منتشر نشده است و در دسترس نیست.

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این طرح پژوهشی:

چکیده طرح پژوهشی:

با توجه به حجم وسیع داده هایی که در سالهای اخیر در زمینه مسائل مختلف اعم از مسائل مدیریت شهری، جغرافیا، هیدرولوژی و ... مستقیما اندازه گیری و ثبت؛یا بطور غیر مستقیم و با استفاده از امکانات سنجش از دور گردآوری می گردند، استفاده از GIS بعنوان سیستم ذخیره، پردازش و مدیریت اطلاعات ضروری و انکار ناپذیر می باشد. از طرفی در تهیه مدل های عددی آب زیرزمینی که مستلزم منفصل سازی داده های مربوط به بخش های مختلف سیستم به صورت زمانی و مکانی می باشد، ضرورت اعمال مدیریت یکپارچه جهت ذخیره سازی ، پردازش و
تفسیر داده ها، ایجاب می کند که تهیه انواع مدلهای عددی در قالب استفاده از یک فرم استاندارد از داده های ورودی انجام گیرد و نتایج خروجی آن نیز در همین قالب قابل ارزیابی باشد.
استفاده از GIS می تواند چنان مزایایی را در اختیار کاربر قرار دهد تا علاوه بر استفاده از تسهیلات ذخیره و آنالیز بهینه اطلاعات، بتوان انتظارات یک کد پیچیده برای تسهیل در فراهم آوردن حجم قابل توجهی از داده ها را مرتفع نمود. در حال حاضر، بکارگیری GIS و انواع پایگاه داده ها در کشور متداول و مرسوم می باشد و در زمینه منابع آب نیز بکارگیری این تکنولوژی در حال گسترش می باشد. کد GMS با در اختیار گذاردن محیطی کاملا وابسته به GIS و مستقل برای آماده سازی داده ها از یکسو و پشتیبانی از طیف گسترده ای از کد های شبیه ساز جریان و انتقال در محیط متخلخل از سویی دیگر، انتخابی مناسب برای تهیه مدل های آب زیرزمینی می باشد. این طرح در راستای تاکید بر مدل سازی آب زیرزمینی با استفاده از GIS تعریف گردیده است و در آن مدلسازی دشت سیب سوران با تلفیق GIS و کد MODFLOW-۲۰۰۰ توسط نرم افزار GMS ۶.۵ انجام گرفته است. سال آبی ۸۳-۸۲ به عنوان یک دوره خشک با بارندگی کمتر از ۸ میلیمتر، مبنای تهیه مدل قرار گرفته است. در این دوره نوسانات تراز آب زیرزمینی دشت سیب سوران یک روند نزولی پیوسته به میزان ۰/۷ متر را نشان می دهد. روند نزولی تراز متوسط آب در یک دوره شش ماهه و از شهریور تا فروردین ۸۲ با افتی معادل ۰/۴۲ متر، از شیب و سرعت بالاتری برخوردار می باشد. در شش ماهه بعدی یعنی فروردین تا شهریور ۸۳ میزان سرعت افت کمتر شده و به ۰/۱۵ متر بالغ می گردد. پس از ایجاد بانک اطلاعاتی GIS و تبادل آن با ساختار GMS، فرایند ساخت و واسنجی مدل در شرایط پایدار انجام گرفته است و توضیحاتی در ارتباط با سازوکار تبادل اطلاعات بین GIS و مدل ارائه شده است. بر اساس نتایج مدل، محاسبه مولفه های بیلان سالیانه در محدوده مدل صورت گرفته است که ۹/۶MCM و ۳/۴MCM به ترتیب برای ورودی و خروجی آب زیرزمینی، ۲/۱MCM تغذیه سطحی و ۸/۴MCM برداشت از آب زیرزمینی توسط چاه ها می باشد. همچنین محدوده تامین آب برای هر یک از چاه های بهره برداری فعال در مدل توسط کد MODPATH با استفاده از مولفه های جریان بین سلول های مجاور و اعمال تخلخل موثر بر اساس تعیین ۲۰ ذره با آرایش دایره ای در داخل هر سلول نماینده چاه به صورت رو به عقب و در یک دوره زمانی یکساله تعیین شده است. نتایج حاصله با ساختار GIS زمین مرجع به فرمت KML قابل پشتیبانی توسط Google Earth تبدیل شده و بصورت یک لایه برداری بر روی نقشه منطقه ارائه شده است.

فهرست مطالب طرح پژوهشی

-۱-۱ مقدمه ۱
۳- -۲-۱ مراحل مختلف تهیه مدل ریاضی ۱
۳- -۱-۲-۱ تعیین هدف برای تهیه مدل ۱
۵- و تجزیه و تحلیل سیستم آبخوان ۱ (Conceptual Model) -۲-۲-۱ تهیه مدل مفهومی
۵- -۳-۲-۱ انتخاب کد کامپیوتری مناسب بر اساس معادله حاکم ۱
۵- -۴-۲-۱ طراحی مدل ۱
۶- -۵-۲-۱ واسنجی ۱
۶-۱ (Verification) و تطبیق مدل با واقعیت (Sensivity Analysis) -۶-۲-۱ آنالیزحساسیت
۶-۱ (Prediction) -۷-۲-۱ پیشبینی
۷-۱ (Postaudit) -۸-۲-۱ بازرسی بعدی
۷- -۳-۱ مطالب مندرج در گزارش ۱
فصل دوم
۲- -۱-۲ مقدمه ۲
۲- -۲-۲ منابع مورد استفاده در این مطالعه ۲
۳- -۳-۲ مروری بر هیدروژئولوژی منطقه ۲
۳- -۱-۳-۲ معرفی منطقه و موقعیت جغرافیایی آن ۲
۵- -۲-۳-۲ زمین شناسی منطقه ۲
۶- ۱-۲-۳-۲ سنگ شناسی و چینه شناسی منطقه ۲
۱۱- -۳-۳-۲ بررسیهای اکتشافی-ژئوفیزیک ۲
۱۱- -۱-۳-۳-۲ حدود تغییرات مقاومت ویژه لایهها ۲
۱۴- -۲-۳-۳-۲ شرح مقاطع ژئوالکتریکی سیب سوران ۲
ث
 فهرست مطالب
۱۵-۲ -۳-۳-۳-۲ خلاصهای از مطالعات لرزهنگاری و سوابق آن
۱۶-۲ -۴-۳-۲ بررسیهای اکتشافی- حفاریهای اکتشافی
۱۷-۲ -۱-۴-۳-۲ چاه های اکتشافی
۱۷-۲ -۲-۴-۳-۲ چاه های پیزومتری
۲۰-۲ -۵-۳-۲ تاثیر ساختمان زمینشناسی در ایجاد منابع آبزیرزمینی و سنگ کف آبخوان آبرفتی
۲۳-۲ -۶-۳-۲ مشخصات سفره آب زیرزمینی
۲۳-۲ -۱-۶-۳-۲ تراز آب زیرزمینی
۲۶-۲ -۲-۶-۳-۲ نوسانات سطح آب زیرزمینی و هیدروگراف واحد منطقه سیب سوران
۳۰-۲ -۳-۶-۳-۲ ضرایب هیدرودینامیک آبخوان
۳۰-۲ (S) و ضریب ذخیره (T) -۱-۳-۶-۳-۲ قابلیت انتقال
فصل سوم
۲-۳ ۳ ۱ انواع مدلهای آب زیرزمینی
۳-۳ -۱-۱-۳ مدلهای ریاضی
۳-۳ -۱-۱-۱-۳ مدلهای تجربی
۳-۳ ( Stochastic Models ) -۲-۱-۱-۳ مدلهای احتمالی
۴-۳ (Analytical models) -۳-۱-۱-۳ مدلهای تحلیلی
۴-۳ -۴-۱-۱-۳ مدلهای عددی
۵-۳ -۱-۴-۱-۱-۳ روش اجزای محدود
۸-۳ -۲-۴-۱-۱-۳ روش تفاضلات متناهی
۱۰-۳ -۲-۱-۳ نمونه ای از کدهای شبیه ساز جریان آب زیرزمینی به روش عددی
۱۰-۳ SUTRA-۱-۲-۱-۳
۱۱-۳ Finite Element Flow (FEFLOW) -۲-۲-۱-۳
۱۲-۳ Microfem -۳-۲-۱-۳
۱۲-۳ UNSAT -۴-۲-۱-۳ برنامه ۳
۱۳-۳ MODFLOW -۵-۲-۱-۳ کد
۱۵-۳ (Basic Package) -۱-۵-۲-۱-۳ بسته نرم افزاری پایه
۱۵-۳ -۲-۵-۲-۱-۳ بسته نرم افزاری تبادل و ذخیره آب در سلول های شبکه های منفصل
۱۶-۳ -۳-۵-۲-۱-۳ بسته نرم افزاری چاه
ج
 فهرست مطالب
۱۶-۳ -۴-۵-۲-۱-۳ بسته نرم افزاری تغذیه سطحی آبخوان
۱۷-۳ -۵-۵-۲-۱-۳ بسته نرم افزاری رودخانه
۱۷-۳ -۶-۵-۲-۱-۳ بسته نرم افزاری زهکش
۱۷-۳ -۷-۵-۲-۱-۳ بسته نرم افزاری تبخیر و تعرق
۱۸-۳ و مدلهای آب زیرزمینی GIS -۲-۳
۲۴-۳ -۳-۳ تاریخچه مدیریت داده ها در مدل های ریاضی
۲۴-۳ (Function-Centric) -۱-۳-۳ تا بع محوری
۲۴-۳ (Data-Centric) -۲-۳-۳ داده محوری
۲۵-۳ (Map Centric) -۳-۳-۳ نقشه محوری
۲۶-۳ به مدلهای آبشناسی GIS -۴-۳ انواع روشهای اتصال
۲۶-۳ به بستههای نرمافزاری مدل آبشناسی GIS -۱-۴-۳ وارد کردن توابع شبه
۲۷-۳ GIS -۲-۴-۳ وارد کردن مدل هیدرولوژیکی به بستههای
۲۸-۳ (Loose Coupling) -۳-۴-۳ اتصال سست
۲۹-۳ (Tight coupling) -۴-۴-۳ اتصال تنگاتنگ یا نزدیک
۳۰-۳ GMS -۵-۳ مروری بر بسته نرمافزاری
۳۱-۳ GMS -۱-۵-۳ انواع مدولهای
۳۱-۳ GIS -۱-۱-۵-۳ پشتیبانی و نمایش لایه های برداری
۳۲-۳ Map Module -۱-۱-۱-۵-۳
۳۹-۳ scatter point Module ۲D -۲-۱-۱-۵-۳
۴۰-۳ point Module D scatter۳ -۳-۱-۱-۵-۳
۴۰-۳ در مدلسازی GIS -۲-۱-۵-۳ بکار گیری و پشتیبانی از لایه های نرده ای
۴۳-۳ ۳D ۲ و D با مدول های شبکه GMS -۱-۲-۱-۵-۳ پشتیبانی از داده های نرده ای در
۴۵-۳ GMS -۳-۱-۵-۳ سایر ابزار ها و مدول های اختصاصی کمکی پیش بینی شده در
۴۵-۳ TIN Module -۱-۳-۱-۵-۳
۴۶-۳ Borehole Module -۲-۳-۱-۵-۳
۴۷-۳ Solid Module -۳-۳-۱-۵-۳
۴۸-۳ ۲D Mesh Module -۴-۳-۱-۵-۳
۴۸-۳
۳D Mesh Module -۵-۳-۱-۵-۳
چ
 فهرست مطالب
۴۹-۳ GMS و مدل با استفاده از ساختار GIS -۶-۳ استاندارد سازی ذخیره و تبادل داده ها بین
۵۶-۳ -۱-۶-۳ تکمیل مدل مفهومی بر اساس ورود لایه های برداری
۵۸-۳ (Sources/Sinks/BCs) " -۱-۱-۶-۳ پوشش های "منابع/مصارف/شرایط مرزی
۵۹-۳ (Areal Coverages) " -۲-۱-۶-۳ پوشش های "خصوصیات سطحی
۶۰-۳ (Observation Coverages) " -۳-۱-۶-۳ پوشش های "خصوصیت مشاهده ای
فصل چهارم
۲-۴ -۱-۴ مقدمه
۳-۴ -۲-۴ اهداف مدل سازی
۴-۴ -۳-۴ مدل مفهومی
۷-۴ -۴-۴ معادله حاکم
۸-۴ -۵-۴ انتخاب کد کامپیوتری
۹-۴ -۱-۶-۴ شبکه مدل و تفکیک مکانی و زمانی
۱۱-۴ -۲-۶-۴ مشخص کردن مرزها و خصوصیات هیدرولوژیکی آنها
۱۳-۴ -۳-۶-۴ درونیابی اطلاعات هیدرولیکی و هندسی آبخوان و نسبت دادن آن به سلولهای شبکه
۱۳-۴ -۱-۳-۶-۴ خصوصیات هیدرودینامیک آبخوان
۱۵-۴ -۲-۳-۶-۴ اعمال توپوگرافی سطح و کف آبخوان به سلول های شبکه
۱۶-۴ -۳-۳-۶-۴ تعیین مقدار تغذیه سطحی
۱۸-۴ -۴-۳-۶-۴ برداشت آب زیرزمینی توسط چاههای بهره برداری
۱۹-۴ -۵-۳-۶-۴ تبخیر و تعرق و شبکه زهکشی
۲۲-۴ -۵-۴-۶-۴ ایجاد لایه اطلاعاتی مربوط به پیزومترها
۲۲-۴ -۷-۳-۶-۴ تراز آب زیرزمینی اولیه
۲۴-۴ -۴-۶-۴ منشاهای ایجاد خطا در مدل جریان
۲۵-۴ -۵-۶-۴ واسنجی مدل آب زیرزمینی دشت سیب سوران
۲۶-۴ -۱-۵-۶-۴ تعیین هدف واسنجی
۲۷-۴ -۲-۵-۶-۴ روش واسنجی
۲۸-۴ -۳-۵-۶-۴ ارزیابی نتایج واسنجی
۴۲-۴ -۶-۶-۴ محاسبه محدوده تامین آب چاه های بهره برداری فعال در شرایط خشک
۵۰-۴ -۷-۴ محدودیتهای مدل
ح
 فهرست مطالب –شکل ها
فصل پنجم
۲-۵ ۵ ۱ نتایج
۷-۵ ۵ ۲ پیشنهادات
خذ Ĥ منابع و م
پیوست

نمایش کامل متن