شبیه سازی جریان آب در محیط متخلخل با مدل شبکه ی لوله ها در نرم افزار WaterGEMS

در این تحقیق سعی شده تا حرکت آب های زیرزمینی با حرکت آب درون شبکه ای شطرنجی از لوله هایی افقی و عمودی شبیه سازی گردد. بدین منظور این شبکه جایگزین محیط متخلخل شده و آنگاه با حل شبکه ی مزبور، دستگاهی از معادلات جبری بدست آمده که با حل آنها، توزیع هد هیدرولیکی درون محیط متخلخل معلوم می گردد. برای صحت سنجی مدل، مسائل گوناگونی حل شده و پاسخ ها با روش های عددی تفاضل محدود و عناصر محدود مقایسه گردیده اند. نتایج بدست آمده از حل این مسائل، بیانگر این موضوع است که از این روش می توان به عنوان ابزاری عددی برای مدل سازی جریان در محیط متخلخل استفاده نمود و با توجه به اینکه در به دست آوردن معادلات جبری حاکم تنها از قوانین فیزیکی استفاده شده است، این مدل برای یادگیری مسایل آبزیرزمینی و درک بهتر آنها برای دانشجویان سودمند خواهد بود. مزیت دیگر این روش امکان ساخت آزمایشگاهی این مدل می باشد. در این تحقیق شبکه ای از لوله ها در آزمایشگاه ساخته شد و مسائلی چون حرکت آب در اطراف یک مستطیل غیر قابل نفوذ و از زیر پرده ی آب بند سد توسط آن بررسی گردید. نتایج بدست آمده از مجموعه ی این آزمایش ها نشان داد که اولا، این وسیله ی آزمایشگاهی از نقطه نظر ساخت و کاربری نسبت به وسایل دیگری چون جعبه شنی، گوی های کروی، مدارهای الکتریکی و سایر مدل های آزمایشگاهی متداول، ساده تر بوده و ثانیا، به رغم سادگی، نتایج حاصل از آن تطابق خوبی با جواب های عددی ارائه شده در تحقیق دارد. در نهایت با استفاده از نرم افزار Water GEMS این مسایل شبیه سازی شده و همخوانی قابل قبولی بین این نتایج با نتایج آزمایش ها و حل عددی مدل ارایه شده به دست آمد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی ، محیط متخلخل ، آب زیرزمینی ، شبکه آب ، WaterGEMS