شبيه‌سازي كمي و كيفي جريان آب‌های زيرزمينی دشت ايج با استفاده از نرم‌افزار GMS

دانشكده مهندسي
پايان‌نامه کارشناسي ارشد در رشته مهندسي عمران محيط زيست
شبيه‌سازي كمي و كيفي جريان آب‌های زيرزمينی دشت ايج با استفاده از نرم‌افزار GMS
استاد راهنما:
دکتر غلامرضا رخشنده‌‌رو
به کوشش:
محمدمهدي يقطين
(890241)
زمستان 1391
2187575170180000168719579819500
1511935871601000-2839085755840500160655772160
به نام خدا
اظهارنامه
اينجانب محمد مهدي يقطين دانشجوي رشته‌ي مهندسی عمران گرايش محيط زيست دانشكده‌ي مهندسی دانشگاه شيراز اظهار مي‌كنم كه اين پايان‌نامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهايي كه از منابع ديگران استفاده كرده‌ام، نشاني دقيق و مشخصات كامل آن‌را نوشته‌ام. همچنين اظهار مي‌كنم كه تحقيق و موضوع پايان‌نامه‌ام تكراري نيست و تعهد مي‌نمايم كه بدون مجوز دانشگاه دستاوردهاي آن‌را منتشر ننموده و يا در اختيار غير قرار ندهم. كليه حقوق اين اثر مطابق با آيين‌نامه مالكيت فكري و معنوي متعلق به دانشگاه شيراز است.
نام و نام خانوادگي:
تاريخ و امضاء:
21240754077970002058035346202000
به‌نام خدا
شبيه‌سازي كمي و كيفي جريان آب‌های زيرزمينی دشت ايج با استفاده از نرم‌افزار GMS
به‌ کوشش
محمدمهدی يقطين(890241)
پايان‌نامه
ارائه شده به معاونت تحصيلات تکميلي به عنوان بخشي
از فعاليت هاي لازم براي اخذ درجه کارشناسي ارشد
در رشته‌ي:
مهندسی عمران (محيط زيست)
از دانشگاه شيراز
شيراز
جمهوري اسلامي ايران
ارزيابی کميته‌ی پايان نامه، با درجه‌ی: عالی
دکتر غلامرضا رخشنده‌رو استاد دانشكده مهندسی (استاد راهنما)…………………………………
دکتر سيد حسين افضلی استاديار دانشكده مهندسی (استاد مشاور)……………………………….
دکتر ايوب کريمی جشنی استاديار دانشكده مهندسی (استاد مشاور)……………………………..
194310063881000اسفند ماه 1391
چکیده
شبيه‌سازي كمي و كيفي جريان آب‌های زيرزمينی دشت ايج با استفاده از نرم‌افزار GMS
به‌ کوشش
محمدمهدی يقطين
کنترل و نظارت بر میزان استخراج منابع آب زیرزمینی، بخصوص در مناطقی که از نظر اقلیمی جزء مناطق کم باران به حساب می‌آیند، یک اصل مهم و اساسی در استفاده پایدار از این منابع است. هدف از انجام این پایان نامه، شبيه‌سازي جريان آب‌هاي زيرزميني دشت ایج با استفاده از نرم افزار GMS بود. همچنین نواحی گیرش برخی چاه‌های مهم منطقه توسط کد MODPATH و شبیه‌سازی کیفی روند حرکت آلودگی در آب‌های زیرزمینی این دشت ناشی از وجود لندفیل فرضی با استفاده از کد MT3DMS در شرایط مختلف انجام گرفت. در نهایت در قسمت کمی مدلی به دست آمد که قادر است با دریافت ورودی‌ها به صورت میانگین سالانه، وضعیت سطح آب زیرزمینی دشت، به همراه جهت جریان و سرعت آن را تا حد قابل قبولی پیش بینی کند. در قسمت کیفی نیز جهت حرکت و غلظت آلودگی برای مکان و زمان‌های مختلف به دست آمد. نتایج نشان داد که برای دو سلول مشخص، با دو برابر شدن نرخ نفوذ آلودگی به آب زیرزمینی، غلظت آلودگی در سلول شماره یک دو برابر و در سلول شماره دو بیش از دو برابر می‌شود. همچنین اگر غلظت اولیه ماده آلاینده در لندفیل دو برابر شود غلظت در سلول شماره یک و دو نیز دو برابر می‌شوند.
فهرست مطالب
عنوانصفحه
فصل اول: مقدمه
1-1- پیشگفتار…………………………………………………………………………………………………………………….2
1-2- اهمیت موضوع……………………………………………………………………………………………………………3
1-3- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………..4
1-4- نوآوری پایان نامه………………………………………………………………………………………………………. 5 1-5- ساختار پایان نامه……………………………………………………………………………………………………….5
فصل دوم: مبانی نظری تحقیق و مدل‌هاي شبيه‌سازي کمی و کیفی جریان آب‌هاي زيرزميني
2-1- تعریف مدل آب زیرزمینی………………………………………………………………………………………….7
2-2- انواع مدل‌‌ها…………………………………………………………………………………………………………………8
2-2-1- مدل‌های فیزیکی………………………………………………………………………………………………9
2-2-2- مدل‌‌های آنالوگ………………………………………………………………………………………………..9
2-2-3- مدل‌های ریاضی………………………………………………………………………………………………10
2-2-3-1- مدل‌های تجربی…………………………………………………………………………………11
2-2-3-2- مدل‌های احتمالاتی…………………………………………………………………………..12
2-2-3-3- مدل‌‌های علت ومعلولی……………………………………………………………………..12
2-3- نرم افزارهای مدل‌سازی جریان و پخش و انتقال آلودگی در آب‌های زیرزمینی…..15
عنوانصفحه
2-3-1- MODFLOW………………………………………………………………………………………15
2-3-2- Visual MODFLOW………………………………………………………………………..16
2-3-3- MIKE SHE…………………………………………………………………………………………17
2-3-4- FEFLOW…………………………………………………………………………………………….17
2-3-5- CTRAN/W…………………………………………………………………………………………18
2-3-6- MT3D………………………………………………………………………………………………….18
2-3-7- MODPATH………………………………………………………………………………………. 19
2-3-8- Groundwater Modeling Sys–; GMS……………………………………….20
2-3-8-1- Map Module………………………………………………………………………..22
2-3-8-2- TIN Module…………………………………………………………………………23
2-3-8-3- 2D Scatter Point Module………………………………………………….24
2-3-8-4- Solid Module………………………………………………………………………25
2-3-8-5- 3D Scatter Point Module ……………………………………………….. 25
2-3-8-6- Modflow……………………………………………………………………………….26
2-4- مبانی فیزیکی و معادلات حاكم بر جريان آب زيرزميني……………………………………….27
2-4-1- قانون دارسي…………………………………………………………………………………………………..27
2-4-2- معادله پيوستگي…………………………………………………………………………………………….29
2-4-3- حل معادلات حاكم بر جريان در آب‌هاي زيرزميني……………………………………..33
2-4-3-1- روش عناصر محدود…………………………………………………………………………34
2-4-3-2- روش تفاضلات محدود……………………………………………………………………..34
2-5- آلودگي آب‌هاي زيرزميني………………………………………………………………………………………41
2-5-1- منابع آلودگي آب‌هاي زيرزميني……………………………………………………………………41
عنوانصفحه
2-5-2- حرکت آلودگی در آبهای زیرزمینی……………………………………………………………….43
2-5-2-1- حرکت همراه با جریان……………………………………………………………………..44
2-5-2-2- انتشار هیدرودینامیکی……………………………………………………………………..44
2-5-2-3- تأخیر…………………………………………………………………………………………………46
2-5-2-4- واکنش شیمیایی……………………………………………………………………………….47
فصل سوم: مروری بر تحقیقات انجام شده
3-1- مروري بر مطالعات گذشته‌‌……………………………………………………………………………………..49
فصل چهارم: روش تحقیق
4-1- محدوده مطالعاتی……………………………………………………………………………………………………61
4-1-1- هواشناسی……………………………………………………………………………………………………….62
4-1-2- ایستگاه‌های هواشناسی…………………………………………………………………………………..63
4-1-3- دما……………………………………………………………………………………………………………………66
4-1-4- باران…………………………………………………………………………………………………………………68
4-1-5- تبخیر……………………………………………………………………………………………………………….69
4-2- زمین‌شناسی منطقه…………………………………………………………………………………………………71
4-3- مراحل ساخت و آماده سازي مدل منطقه مورد مطالعه………………………………………….74
4-3-1- مدل مورد استفاده در اين مطالعه…………………………………………………………………..74
4-3-2- تهيه مدل مفهومي…………………………………………………………………………………………..76
4-3-3- شبکه بندی مدل…………………………………………………………………………………………….77
4-3-4- اعمال توپوگرافي سطح و كف آبخوان به محدوده مدل………………………………….78
4-3-5- اعمال شرايط مرزي به محدوده مدل……………………………………………………………..80
عنوانصفحه
4-3-6- اعمال سطح آب مشاهدهاي…………………………………………………………………………….82
4-3-7- هدايت هيدروليكي و آبدهي ويژه آبخوان………………………………………………………84
4-3-8- برآورد ميزان تغذيه سطحي…………………………………………………………………………….87
4-3-9- ايجاد لايه اطلاعاتي مربوط به پيزومترها………………………………………………………..87
4-4- اجرا و واسنجي مدل………………………………………………………………………………………………..87
4-5- آناليز حساسيت………………………………………………………………………………………………………..92
4-6- مدل کيفي……………………………………………………………………………………………………………….92
4-6-1- تعیین ناحیه گیرش چاه‌های با اهمیت…………………………………………………………..93
4-6-2- اثر احداث یک لندفیل فرضی…………………………………………………………………………94
فصل پنجم: نتایج وبحث
5-1- نتايج واسنجي مدل در شرايط پايدار………………………………………………………………………98

Author:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *