استفاده از فیلتر ذره ای برای تخمین دقیق شرایط مرزی بار آبی ثابت در آبخوان آزاد

در این مطالعه به کمک روش فیلترذره ای و مدل عددی بدون شبکه جریان آب زیرزمینی، مقادیر دقیق سطح آب در مرزهای هد ثابت آبخوان بیرجند تعیین شدند. فیلتر ذره ای یکی از روش های همگون سازی داده ها بوده که در جهت کالیبراسیون آنلاین و بهبود عملکرد مدل های عددی دینامیکی کمک شایانی می کند. همچنین مدل عددی بدون شبکه، از جمله مدل هایی است دامنه محاسباتی را شبکه بندی نمی کند و معادلات را تنها بر روی گره ها اعمال می کند. در این آبخوان نه جبهه ورودی و یک جبهه خروجی هد ثابت وجود دارد که این جبهه ها در مدل بدون شبکه، تعداد 105 گره مرزی را شامل می شوند. پس از تعیین حدود بالا و پایین سطح آب برای هر یک از این گره ها در الگوریتم فیلتر ذره ای مقادیر دقیق هد در نقاط مرزی تعیین شد و سپس به کمک مدل شبیه ساز، سطح آب زیرزمینی بدست آمده با مقادیر مشاهداتی مقایسه شدند. نزدیکی نتایج به مقادیر مشاهداتی، قدرت این روش در جهت تخمین مقادیر دقیق مرزی را نشان داد، به طوریکه، با اتصال این روش کالیبراسیون به مدل بدون شبکه، خطای جذر میانگین مربعات از 757/0 به 386/0 متر رسید. این مقدار کاهش در مقدار خطا، ضرورت اضافه شدن این روش، به تمامی مدل های آب زیرزمینی را نشان می دهد. همچنین نتایج نشان دادند که با افزایش تعداد ذرات، در روش فیلتر ذره ای، دقت نتایج بالاتر می رود، به طوریکه خطای جذر میانگین مربعات با در نظرگرفتن 500، 700 و 1000 ذره به ترتیب 484/0، 401/0 و 386/0 متر می باشند.