سید سجاد مهدی زاده محلی
-
زمینه و هدف
منشاء بسیاری از مشکلات کیفی و کمی منابع آب، فعالیت هایی است که در یک حوضه آبریز انجام می شود. بنابراین بازنگری استراتژی های برنامه ریزی حوضه آبریز می تواند منجر به کاهش این چالش ها گردد، لذا ضروری است اثرات اجرای استراتژی ها پیش از اجرا، ارزیابی شود.
روش پژوهش:
در پژوهش حاضر که بر روی حوضه آبریز هشتگرد واقع در قسمت مرکزی استان البرز انجام گردیده است، پس از ساخت مدل هیدرولوژیکی نیمه توزیعی SWAT به منظور تبدیل کمی و کیفی منابع آب سطحی این مدل توسعه داده شده است. به این منظور از آمار ایستگاه های هیدرومتری فشند، ده صومعه و نجم آباد و داده کیفی نیترات ایستگاه شاخص به عنوان نقطه کنترل مورد واسنجی و اعتبار سنجی قرار گرفتند، بعد از آنالیز حساسیت مدل، فرایند واسنجی توسط نرم افزار SWAT-CUP با الگوریتم SUFI2 با تعداد 500 تکرار انجام گرفت و بهترین مقادیر پارامترهای انتخابی بدست آمد. سپس اثر اجرای سناریوهای مدیریتی همچون اصلاح الگوی کشت و ارتقاء روش آبیاری برای افزایش راندمان کشاورزی در جهت بهبود وضعیت کشاورزی و کاهش میزان آلایندگی انجام گردید. در نهایت آسیب پذیری آبخوان هشتگرد با استفاده از هفت پارامتر DRASTIC و با تلفیق لایه ها با وزن دهی و رتبه بندی ارزیابی گردید.
یافته هانتایج شبیه سازی رواناب سطحی در مقیاس ماهانه توسط شاخص های آماری نش- ساتکلیف و ضریب تبیین نشان داد که شبیه سازی با دقت خوبی انجام گردیده است (نتایج بالای 7/0)، نتایج حاصل از ضریب NS برای دوره واسنجی و صحت سنجی به ترتیب برابر 83/0 و 7/0 شد و ضریب R2 به ترتیب برابر 87/0 و 89/0 برآورد شد که بیانگر عملکرد مناسب مدل و همبستگی بالای داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده می باشد. بعد از مشخص کردن نقشه آسیب پذیری آبخوان دشت به همراه تراکم چاه ها پس از اصلاح اوزان لایه های مدل، بخش مرکزی دشت بیشترین آسیب پذیری را داراست.
نتایجبا مدل سازی دو سناریوی مدیریتی تغییر الگوی کشت و ارتقای راندمان آبیاری به منظورارزیابی تغییرات کیفی و کمی در منابع آب سطحی، نتایج حاکی از آن است که در این حوضه با اصلاح الگوی کشت و کاهش برداشت، میزان رواناب سطحی افزایش یافت.با این وجود غلظت نیترات در ماه های مختلف از 5 تا 20 درصد کاهش می یابد. با اعمال سناریوها، مقدار مصرف آب در بخش کشاورزی از 3/85 میلیون مترمکعب به 8/59 میلیون مترمکعب کاهش خواهد یافت. شاخص نهایی آسیب پذیری آبخوان با استفاده از روش DRASTIC بین 44 تا 90 متغیر شد.
کلید واژگان: آبخوان هشتگرد, آسیب پذیری, DRASTIC, آب سطحی, SWATBackground and AimThe source of many qualitative and quantitative problems of water resources is the activities that are done in a watershed. Therefore, reviewing the planning strategies of watershed can lead to the reduction of these challenges therefore it is necessary to assess the effects of operating of these strategies before implementing them.
MethodThis research is carried out in the Hashtgerd basin is located in the central part of Alborz province. After making the semi distributed hydrological model (SWAT), this model has been developed to convert quantity and quality of surface water resources. For this purpose, the statistics of hydrometric stations Fashand, Dehsomeh and Najmabad and qualitative data of nitrate of the index station were calibrated and validated as control points. After model sensitivity analysis, its calibration process was conducted using SWAT-CUP software with SUFI2 algorithm and 500 iteration and the best values of selected parameters were obtained. Then, impact of implementing management scenarios are required such as modifying cropping pattern and improving irrigation methods to enhance the agricultural efficiency for improving agricultural state and reducing the contaminations. At last assessing the vulnerability of the Hastgerd aquifer using seven DRASTIC parameters by overlaying layers, ranking and weighing was assessed.
ResultsThe results of the monthly surface runoff simulation were tested by Nash-Sutcliffe indicators and coefficient of determination. The results above 0.7 which showed that the simulation was done with good precision showed that simulation was done with proper precision(results over 0.7). The results of the Nitrate calibration and validation show that the NS was 0.83 and 0.7 and the R2 was estimated .87 and 0.89. These values indicate the proper performance of the model and approve high correlation between the observed and simulated data. After determining the vulnerability map of the Hashtgerd aquifer along the density of wells correcting the weights of the model layers, the central part of the plain is the most vulnerable.
ConclusionTwo management scenarios were modeled including the change in the cropping pattern and improvement of the irrigation efficiency to assess the quality and quantity variation in surface resource. It was indicated, by modifying the cropping pattern and reducing water exploitation, the amount of surface runoff was increased. However, the density of Nitrate was reduced by 5 to 20 percent in different months. With implementation of scenarios, the water consumption in the agriculture sector will be reduced from the 85.3 MCM to 59.8 MCM. The final vulnerability index of the aquifer varied between 44 to 90 by using DRASTIC method.
Keywords: SWAT, DRASTIC, vulnerability, surface water, Hashtgerd aquifer -
شناخت مسئله نفوذ آب شور در آبخوان های ساحلی، نقش موثری بر مدیریت منابع آب زیرزمینی مناطق ساحلی دارد. در این تحقیق کاهش نفوذ شوری در یک آبخوان ساحلی در مقیاس آزمایشگاهی با در نظر گرفتن دیوار آب بند و بدون دیوار آب بند، محیط همگن و ناهمگن در حالت ماندگار بررسی شده است. برای این منظور، با تعریف سناریوهای مختلف در آزمایشگاه، پارامترهای موثر در مساله در نظر گرفته شده و جهت تسهیل در تحلیل پسرفت شوری، بی بعد شدند. داده های آزمایشگاهی با استفاده از تکنیک پردازش تصویر آنالیز گردید و خطوط همغلظت 5%، 95% و ناحیه انتقالی آبشور مابین این خطوط (ناحیه پراکندگی هیدرودینامیکی آب شور) مشخص گردید. نتایج نشان داد در محیط ناهمگن میزان پیشروی گوه آب شور افزایش یافته و میزان تاثیرگذاری اجرای دیوار آب بند در محیط همگن بیشتر از محیط ناهمگن می باشد. حداکثر اثرگذاری اجرای دیوار آب بند در کاهش درصد پیشروی گوه آب شور در محیط همگن 100% و در محیط ناهمگن 92% به دست آمد. بهترین محل قرارگیری دیوار آب بند در این پژوهش با توجه به ابعاد طولی 1 و ارتفاع 0/6 متری مخزن آزمایش، در 0/8 متری از کف و در فاصله 0/2 متری از مرز آب شور به دست آمد. از نمودارهای بی بعد حاصل می توان در طراحی بهینه دیوار آب بند در شرایط واقعی کمک گرفت.کلید واژگان: نفوذ شوری, آبخوان ساحلی, دیوارآببند, آب شیرین, تکنیک پردازش تصویرUnderstanding the problem of seawater intrusion (SWI) in coastal aquifers plays an essential role in managing groundwater resources in these areas. This research examines seawater recession (SWR) in coastal aquifer in a laboratory scale; considering both homogeneous and heterogeneous environments, with and without a cutoff wall, and in a steady-state condition. For this purpose, different scenarios are defined in the laboratory, and all the effective parameters in the problem are considered and dimensionalized to facilitate salinity analysis. The laboratory data were analyzed using image processing technique and isolines with the concentration of 5%, 95%, and transition zone (Seawater hydrodynamic dispersion zone) were determined. The results showed that in a heterogeneous case, the rate of SWI was higher, and the efficiency of cutoff wall performance was higher in the homogenous case than the heterogeneous case. According to the present study results, the maximum effectiveness of cutoff wall in SWR percentage was obtained in 100% homogeneous and 92% for the heterogeneous case. The best location of the cutoff wall in this study with tank dimensions of 1 and 0.6 meters obtained 0.8 m from the tank bed and 0.2 m from the saline boundary. The achieved graphs helped to design the cutoff wall in actual media optimally.Keywords: Seawater intrusion, Coastal Aquifer, Cutoff wall, Freshwater, Image processing technique
-
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و چهارم شماره 4 (پیاپی 94، زمستان 1399)، صص 177 -196
دشت خانمیرزا در استان چهارمحال و بختیاری یکی از دشت های حاصلخیز کشور است که در آن کشاورزی رونق بسیاری دارد. اما کمبود بارش طی سالیان اخیر و برداشت بیرویه از چاه های موجود در منطقه، باعث کاهش سطح آب در چاه های برداشتی و حتی پدیده فرونشست زمین شده است. ازسوی دیگر استفاده زیاد از کودهای شیمیایی به خصوص کودهای نیتراته و کاهش حجم آب در آبخوان ها، باعث افزایش میزان املاح و مواد شیمیایی در آب زیرزمینی آن دشت شده است. بنابراین اهمیت ایجاد حوضچه های تغذیه مصنوعی به عنوان یکی از راهکارهای احیای آبخوان در این دشت بیش از پیش آشکار می شود. در این مطالعه، برای شناسایی مکان های مناسب ساخت حوضچه تغذیه، 12 عامل تاثیرگذار در انتخاب محل احداث حوضچه های تغذیه مصنوعی شناسایی و وزن آنها نسبت به یکدیگر با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مشخص شده است. در ادامه با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، تمامی لایه های تولید شده روی هم قرار داده شده و مکان های مناسب و اولویتدار شناسایی شدهاند. ویژگی مکان های بهینه شناسایی شده در این پژوهش در راستای استفاده از پساب کشاورزی است. مطابق با یافته های این تحقیق از میان تمامی عوامل، افت تراز آب زیرزمینی بیشترین وزن (40 درصد) و شیب زمین با توجه به وجود شاخص نزدیکی به آبراهه های موجود به عنوان یک معیار مستقل کمترین وزن را به خود اختصاص داده و مکان هایی با وسعت حدود 18 کیلومتر مربع واقع در نواحی شمالی و شمال غربی دشت خانمیرزا در اولویت احداث حوضچه تغذیه قرار خواهند داشت.
کلید واژگان: تراز آب زیرزمینی, روش AHP, مکانیابی, تکنیک GISThe Khanmirza plain is one of Iran’s fertile plains that is located in Chaharmahal Bakhtiari province. Agriculture in the area is very prosperous, but the lack of rain and over-harvesting from consumption wells has led to a reduction in groundwater levels, even causing land subsidence. Moreover, the high usage of chemical manures, especially nitrate manures, has increased the number of solutes and chemical materials in the groundwater. Thus, for this plain, making artificial ponds is important to modify the storage of the aquifer. In this study, to define the optimum locations of the artificial ponds, the effect of 12 factors was considered. The analytic hierarchy process (AHP) method was used to introduce the weight of each parameter in comparison to other factors. Afterward, the spatial priority of all factors was derived using the Geographic Information System (GIS) technique. The produced GIS layers were laid on each other and the optimum locations were obtained. Agricultural drainage was an effective index for recharge purposes. The results of the study demonstrated that groundwater level decline got the maximum weight (40%), while the land slope had the minimum weight, since the vicinity to available floodways was considered as an independent criterion. The results also showed that regions with a total area of 18 km2 in north and north-west of the Khanmirza plain could be the optimum and most suitable places for artificial ponds construction.
Keywords: Groundwater elevation, AHP method, Site selection, GIS technique -
در رودخانه هایی با قابلیت رسوب گذاری فراوان، برداشت مصالح بدون در نظر گرفتن موقعیت مناسب آن، ممکن است به جابه جایی سریع رودخانه، تخریب کناره ها و زمین های زراعی، تخریب سازه های آبی و در نتیجه مشکلات اجتماعی و اقتصادی منجر شود. پژوهش حاضر با هدف اصلی شناخت و ارزیابی کلیه شاخص های تاثیرگذار در برداشت و در ادامه تعیین نقاط بهینه برداشت شکل گرفته است. در این پژوهش، شاخص های تاثیرگذار در بهره برداری از مصالح برای رودخانه تالوار استان کردستان با شاخص هایی مانند ژئوتکنیک، زیست محیطی، وضعیت فرسایش و رسوب گذاری بستر و سیلاب دشت ها، مشخصات هیدرولوژی منطقه، دانه بندی مصالح، شرایط اجتماعی و اقتصادی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، اولویت شاخص های وارد شده به مدل با استفاده از پرسش نامه هایی از طریق کارشناسان مرتبط با مهندسی آب و رودخانه به دست آمده و سپس، با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبیAHP، مقایسه دودویی شاخص ها و وزن دهی آن ها انجام شده است. در ادامه، با استفاده از تکنیک سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) تلفیق لایه های اطلاعاتی و هم پوشانی آن ها تهیه و نهایتا نقشه نقاط بهینه و مناسب برای برداشت مصالح رودخانه ای به دست آمده است. نتایج بررسی ریخت شناسی رودخانه نشان داده که بازه های مستقیم نسبت به تغییرات تراز بستر از بخش مئاندر رودخانه حساس تر بوده، لازم است، برداشت مصالح در این نوع بازه ها تا حد امکان با عمق و پهنای یکسانی انجام گیرد. بر طبق یافته های این پژوهش، مطالعات هیدرولیک رسوب به منظور آگاهی از مکان های مستعد فرسایش یا نشست بیشترین وزن را به خود اختصاص داده و همچنین، اولویت اول برداشت مصالح رودخانه ای به مکان هایی تعلق گرفت که شیب کم داشته، در قوس ها قرار گرفته و به راه های دسترسی نزدیک هستند.
کلید واژگان: پتانسیل برداشت, جابه جایی رودخانه, رود دهگلان, روش تحلیل سلسله مراتبی, مکان یابی بهینهIn sedimentary rivers, mining of materials regardless of their location, can lead to rapid river displacement, destruction of river banks, arable lands, water structures and consequently makes social and economic problems. The main aim of this study is to recognize and evaluate all the effective parameters in material mining and determination of optimal site selection. In this study, the effective parameters that influence the extraction of river materials in Talvar River of Kurdistan Province have been evaluated using indexes as environmental, geological, geotechnical, hydrologic characteristics, social and economic conditions. For this purpose, Analytical Hierarchy Process (AHP) and Geographic Information System (GIS) are used. The priority of input indexes into the model is obtained using questionnaires from experts related to water and river engineering. The weighting of the parameters is performed afterward using AHP method binary comparison. The GIS technique is then applied to integrate the information layers by overlaying them. Eventually, the maps of optimum and suitable points were extracted for river mining. The morphological results of this study showed that the straight lengths of the river are more sensitive to the variations of bed level compared to meander sections and it is necessary to extract the material in these lengths with same depth and width. According to the results, sediment hydraulic index has the maximum weight due to determination of sediment deposit sites. The results also demonstrated that the first priority of river materials mining came to places that have low longitudinal slopes, placed in bends and are close to access roads.
Keywords: Analytical hierarchy process method, Dehgalan River, Mining potential, Optimal Site Selection, River displacement -
بهره برداری بیش از حد از منابع آب زیرزمینی سبب پیشروی آب شور دریاها به سمت آبخوان های ساحلی می شود. پژوهش حاضر به بررسی اثر تغییر شیب بستر آبخوان بر مشخصات گوه شوری شامل (1) ضخامت ناحیه انتقالی، (2) موقعیت پنجه شوری و (3) حجم آب شور آبخوان می پردازد. بدین منظور از کد عددی SEAWAT استفاده شده و با تعریف سناریوهای مختلفی با تغییر در اندازه و جهت شیب طولی بستر، رفتار گوه شوری در یک آبخوان تحت فشار و بزرگ مقیاس ساحلی مشخص شده است. در این سناریوها به منظور آنالیز حساسیت، نوع ورود جریان از مرز خشکی و ضخامت آبخوان نیز متفاوت لحاظ شده است. بررسی ها نشان می دهد که با شرایط دبی ثابت در مرز خشکی، پیشروی شوری به سمت آبخوان و ضخامت ناحیه انتقالی در بستر با تغییر شیب از مثبت (شیب طولی به سمت دریا) به منفی (شیب طولی به سمت خشکی) افزایش یافته که افزایش حجم آب شور را در پی داشته است. از اینرو مسطح در نظر گرفتن بستر مقدار پنجه شوری، ضخامت ناحیه انتقالی در بستر و حجم آب شور را کمتر از سناریوهای مشابه با شیب منفی و بیشتر از سناریوهای مشابه با شیب مثبت پیش بینی می کند. نوع شرط مرزی ورودی جریان آب شیرین نیز بر نتایج تاثیرگذار است، به طوریکه با تغییر مرز خشکی از دبی ثابت به هد ثابت، مشخصات گوه شوری تغییرات کمتری داشته است. تغییر در شیب بستر سبب اثرگذاری در عامل ثقل (بار پتانسیل) در روابط حاکم خواهد شد و به همراه بار فشار نقش اساسی در این رخداد ایفا میکنند.کلید واژگان: پیشروی شوری, آبخوان تحت فشار ساحلی, مدل SEAWAT, پنجه شوری, ضخامت ناحیه انتقالیExcessive exploration of groundwater causes seawater intrusion (SWI) in coastal aquifers. The purpose of this study is to investigate the effect of aquifer bed slope on SWI characteristics including salt wedge toe position, thickness of mixing zone and seawater volume in the aquifer. Different scenarios under various bed slope values and directions are defined and numerical dispersive SEAWAT code is used for modeling. Two different boundary conditions (i.e. constant head and constant flux) are also applied to freshwater inflow at landside. The simulation results demonstrate that in the confined aquifers with landside constant flux, the SWI extent and thickness of mixing zone have increased when the slope changes from a positive value (i.e. longitudinal slope toward the sea) to negative amount (i.e. longitudinal slope toward the land). The results of this study show that when the aquifer bed is considered flat, the SWI specifications including salt wedge toe position, mixing zone thickness at bed and saline water volume are less estimated than those in cases with negative slope and are more predicted than positive slope cases. Type of freshwater inflow at landside boundary also influences the results. In confined aquifers, when landward boundary condition is changed from constant flux to constant head, salt wedge characteristics were not significantly changed. Variation in the aquifer bed slope will affect the gravity factor (potential head) in the related equations that is accompanied with pressure head, which plays a key role on SWI specifications in confined coastal aquifers.Keywords: Seawater intrusion, Confined coastal aquifer, SEAWAT Model, Toe Position, Mixing Zone Thickness
-
ارزیابی شبیه سازی با رویکرد مرز مشترک در پیش بینی نفوذ شوری در آب خوان های لایه بندی ساحلی تحت پمپاژزمینه و هدفافزایش 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 بررسیدر 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 هاشبیه 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.کلید واژگان: آب خوان لایه بندی ساحلی, نفوذ شوری, مرز مشترک, پمپاژ, مدل SHI-SWIM, مدل SEAWATBackground and ObjectivePopulation growth and scarcity of coastal freshwater resources have increased the stresses on many coastal aquifers, leading to aquifer storage decline and salwater intrusion (SWI). Investigation of coastal aquifers routinely involves the application of SWI models, which can be divided into two categories, namely sharp-interface and dispersive-interface approaches. There is no mixing between freshwater and saltwater at sharp-interface approaches. This makes them computationally more efficient while dispersive-modeling approaches are more numerically challenging, but allow for freshwater-saltwater mixing.MethodMost coastal aquifers comprise overlying sequences of geological strata, resulting in SWI characteristics that may differ significantly to those of homogeneous cases. The layered coastal aquifers have received significantly less attention than the more simplified single-layer case, despite the fact that stratified aquifers are widespread. In this study, a sharp-interface approach (named as SHI-SWIM) was developed using FORTRAN programming code. The model is first validated and then applied for the simulation of sand-tank experiment and field-scale multi-layered aquifers exposed to pumping in order to evaluate the strength and limitation of the developed model.FindingsSHI-SWIM model produced better result for higher pumping rates. Additionally, the results of fully penetrating wells and closer position of well to shoreline matched better with the dispersive modeling outputs. In real cases, where the saltwater may wend a long distance toward the well screen, the sharp-interface modeling weakly matched with the dispersive modeling, specially in terms of well salinities.Keywords: Multi-layered coastal aquifer, Saltwater intrusion, Pumping, Sharp-interface approach, SHI-SWIM model, SEAWAT model
-
این مقاله به بررسی آزمایشگاهی و عددی نحوه نفوذ شوری در یک آبخوان آزاد ساحلی در مقیاس آزمایشگاهی و در دو حالت دایمی و غیردایمی پرداخته است. از مدل عددی SEAWAT به منظور شبیه سازی نتایج آزمایشگاهی استفاده گردید و توانایی این مدل در پیش بینی میزان شوری مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی نشان می دهد که اگرچه مدل عددی زبانه شوری را اندکی بیشتر از میزان نفوذ در آزمایشگاه نشان می دهد، اما می توان گفت که مدل عددی با دقت مناسبی قادر به شبیه سازی شرایط آزمایشگاهی است. همچنین مقایسه نتایج نشان می دهد که مدت زمان رسیدن به حالت دایمی در شبیه سازی عددی و آزمایشگاهی تقریبا برابر بوده است. به منظور مقایسه ضخامت ناحیه انتقالی در مدل و آزمایشگاه، خطوط هم غلظت 5% و 95% نیز در مدل عددی به دست آمد. نتایج حاکی از ضخیم تر بودن ناحیه انتقالی در مدل عددی نسبت به نتایج آزمایشگاهی بوده که با واسنجی پارامتر پراکندگی هیدرودینامیکی در مدل، این اختلاف کاهش یافته است. در پایان، با ترسیم خطوط جریان، نحوه حرکت جریان های آب شور و شیرین در داخل آبخوان، وضعیت جریان در نزدیکی گوه شوری و همچنین نحوه خروج آن ها از محیط نشان داده شده است.کلید واژگان: نفوذ شوری, آبخوان ساحلی, فلوم ماسه, آب شیرین, مدل SEAWATSteady and unsteady experimental and numerical simulations are carried out in this paper to investigate saltwater intrusion mechanism into unconfined coastal aquifer. Laboratory results are compared to dispersive SEAWAT model to assess the applicability of numerical simulation. The dispersive SEAWAT model predicts salinities reasonably well comparing with sand-tank observation but it over predicts salt wedge toe position. Time reaching to steady state was almost equal in both physical and numerical modeling. In order to compare the mixing zone thickness, 5% and 95% salinity contours were also compared against laboratory data. The numerical results indicated partially wide mixing zone that is not observed in the experiments. Longitudinal dispersivity has been calibrated in the model to minimize the mixing zone thickness. Flow velocity components are also computed in this study by simple Darcys law and the freshwater and saltwater streamlines are depicted to visualize the flow adjacent the salt wedge and to observe the freshwater/saltwater movement toward exit point.Keywords: Saltwater intrusion, Coastal aquifer, Sand tank, Freshwater, SEAWAT model
-
در این پژوهش، میزان چرخش تک ذره رسوبی در خلال حرکت جهشی خود در یک جریان آشفته با استفاده از سیستم تصویربرداری سرعت بالا اندازه گیری شده است. این مشخصه در 5 مرحله از یک گام جهش با تغییر در شرایط هیدرولیکی جریان، قطر و چگالی ذره و با سرعت 250 فریم بر ثانیه به دست آمده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با افزایش آشفتگی جریان سرعت زاویه ای ذره روند افزایشی را طی خواهد نمود و برای شرایط هیدرولیکی یکسان، ذرات با اندازه بزرگ تر و چگالی ویژه بیش تر، سریع تر خواهند چرخید.
کلید واژگان: نرخ چرخش, سرعت زاویه ای, جریان آشفته, جهش تک ذره, تنش بسترIn this paper, spinning rate of sediment particle during saltation in turbulent flow was measured by means of high speed photography technique. Experiments have been carried out for different hydraulic conditions, particle sizes and densities. Particle spin was measured in five stage of saltation step by analyzing and processing picture taken at 250 frame per seconds. The results showed that increasing turbulence parameter of flow will cause increase in angular velocity and under the same flow condition, particles with larger sizes and specific gravities spin more rapidly. -
در این تحقیق، خصوصیات جهش تک ذره رسوبی در یک جریان آشفته با استفاده از سیستم تصویربرداری با سرعت بالا، اندازه گیری شد. این خصوصیات شامل طول، ارتفاع، سرعت، زوایای برخورد به بستر و بلندشدگی بودند که با تغییر در شرایط هیدرولیکی جریان، قطر، چگالی ذره و همچنین زبری بستر، با سرعت 250 فریم بر ثانیه به دست آمدند. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش آشفتگی جریان، طول، ارتفاع و سرعت ذره افزایش یافته و زوایای برخورد به بستر و بلندشدگی مجدد آن کاهش می یابد. نتایج آزمایش ها همچنین حاکی از این امر است که با افزایش قطر متوسط ذرات بستر، تمامی خصوصیات جهش تمایل به افزایش دارند. برای حل عددی معادلات حاکم بر ذره و به دست آوردن مسیر حرکت آن در یک گام جهش، سرعتهای اولیه جهش در هر دو جهت افقی و قائم به دست آمد که از آنها می توان به عنوان شرایط اولیه در حل عددی استفاده نمود. مؤلفه افقی سرعت ذره رسوبی در دامنه 3 تا 8 برابر سرعت برشی و مؤلفه قائم آن در دامنه 5/1 تا 5/3 برابر سرعت برشی قرار داشت. در ادامه با محاسبه مؤلفه های ضریب ارتجاعی ذره رسوبی نشان داده شد که تغییر در شدت جریان، تاثیر اندکی بر روی این مؤلفه ها داشته به طوری که با افزایش آن، این دو مشخصه تقریبا ثابت ماندند.
کلید واژگان: جریان آشفته, جهش تک ذره, تنش بستر, زبری کانار, بار بسترThis paper studies the mechanical characteristics of saltation of bed-load particles in turbulent flows. Experiments have been carried out by means of high speed photography to obtain saltation characteristics such as length, height, velocity, impacting and rebounding angles for different hydraulic conditions, particle size, density and bed roughness by analyzing and processing pictures taken at 250 frames per second. The measured values of the parameters showed that increases in turbulence parameters of the flow increase saltation length, height, and velocity but decrease the impacting and rebounding angles. It was also found that saltation length and height tended to increase as the average size of the bed material (d50) increased. To solve numerical trajectory equations, the initial velocity component of the particle must be known. The initial longitudinal particle velocity was found to range from 3u* to 8u* and its vertical velocity ranged from 1.5u* to 3.5u*, which were different from the values reported in the literature. The longitudinal and vertical components of the restitution coefficient were also measured and it was seen that the Shields parameter (*) had no meaningful effect on these components, remaining almost constant with increasing.
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.