ارزیابی عملکرد روش های عددی در شبیه سازی جریان آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان بیرجند)
- سال انتشار: 1401
- محل انتشار: مجله هیدروژئولوژی، دوره: 7، شماره: 2
- کد COI اختصاصی: JR_HYDTR-7-2_005
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 212
نویسندگان
دکتری منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند. بیرجند، ایران.
استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. گروه پژوهشی تغییر اقلیم و خشکسالی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
چکیده
داشتن دانش و اطلاع دقیق از وضعیت منابع آب زیرزمینی جهت برنامه ریزی و توسعه پایدار در مناطق خشک و نیمه خشک اهمیت دوچندانی دارد. از طرفی به دلیل این که مدل سازی آب زیرزمینی در مطالعات میدانی دارای مشخصاتی نظیر مرزهای نامنظم، ناهمگنی و ناهمسانگردی و همچنین شرایط مرزی و مدل مفهومی پیچیده است، دشواری های زیادی در فرایند شبیه سازی وجود دارد. به دلیل قابلیت های مناسب و عملکرد قابل قبول روش های عددی، این پژوهش در نظر دارد تا یک چارچوب مناسب جهت شبیه سازی آب زیرزمینی در مناطق خشک را که مبتنی بر روش های تفاضل محدود (FD)، اجزای محدود (FE) و بدون شبکه (Mfree) است، ارائه کند. معادله جریان آب زیرزمینی براساس روش های FD، FE و Mfree گسسته شد و عملکرد آن ها در یک آبخوان فرضی و یک مطالعه میدانی مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی نتایج عددی به دست آمده در آبخوان فرضی و مقایسه با جواب تحلیلی، حاکی از آن است که عملکرد هر سه مدل عددی قابل قبول است. به طوری که مقدار شاخص RMSE برای روش های Mfree، FE و FD به ترتیب ۰۰۵/۰، ۰۱۶/۰ و ۰۱۸/۰ متر به دست آمد. لکن با افزایش پیچیدگی های شبیه سازی در مطالعه میدانی، از دقت روش های عددی مبتنی بر مش (شبکه بندی) نظیر FD و FE کاسته شد. ارزیابی عملکرد روش FD نشان داد که این روش در مسائل با هندسه های منظم و شرایط مرزی ساده از عملکرد خوبی برخوردار است، لکن در مسائل واقعی و شرایط واقعی با هندسه های نامنظم که با ناهمسانگردی و ناهمگنی مواجه هستند از دقت آن به شدت کاسته می شود. به طوری که مقدار شاخص RMSE برای روش FD در آبخوان واقعی، حدود ۷۷/۱ متر بهدست آمد. نتیجه فوق البته با شدت کمتر برای روش FE نیز صادق است (مقدار RMSE برای FE و در آبخوان واقعی حدود ۳۶/۰ بهدست آمد). همچنین نتایج این مطالعه در خصوص روش Mfree ثابت کرد که این روش ضمن داشتن دقت بالاتر نسبت به روش های FD و FE از انعطاف پذیری بسیار بالایی در مواجه با هندسه های نامنظم و موضوعات ناهمسانگردی و ناهمگنی برخوردار است. مقدار شاخص RMSE برای روش Mfree در مطالعه میدانی، ۲۶/۰ متر بهدست آمد.کلیدواژه ها
اجزای محدود, باقیمانده وزنی, بدون شبکه, عدم قطعیت ساختاری, مناطق خشکاطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.