تماس با ما
گروه تلگرام ما
هشدارهای ما
آمار و اطلاعات
پروژه
آموزش اهداف و مراحل تهیه مدل مفهومی آب زیرزمینی در مدل های شبیه سازی آبخوان
مدل مفهومی
معمولا پس از تعیین اهداف مدل سازی دومین گام در فرآیند مدل سازی و در حقیقت مهمترین مرحله در مطالعات مدل تهیه یک مدل مفهومی می باشد. مدل مفهومی یک تصویر ساده شده از دنیای واقعی است. این مدل خلاص های از ویژگی های سامانه هیدروژئولوژیکی است که ضمن برخورداری از دقت لازم معمولا به صورت توصیفی و گرافیکی (نیمرخ زمین شناسی هیدروژئولوژی). مدل مفهومی، پایه مدل ریاضی است و خود بر پایه - و یا نمودار بلوکی) ارائه دهنده ویژگی های اصلی سامانه می باشد اطلاعات اولیه داده های صحرایی و تعبیر و تفسیرهای هیدروژئولوژیکی استوار می باشد.
اهداف تهیه مدل مفهومی
از مهم ترین هدف های تهیه مدل مفهومی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- دست یابی به دانش صحیح از وضعیت هیدروژئولوژیک منطقه
- تشریح مساله آب زیرزمینی برای تهیه یک مدل عددی
- کمک در انتخاب یک مدل عددی مناسب
- ساده سازی منطقی مساله به کمک فرضیات مناسب
با توجه به این که در شبیه سازی و بازسازی کامل، سامانه واقعی امکان پذیر نمی باشد و همچنین معمولا هیچ وقت داده های کاملی برای توصیف دقیق یک سامانه وجود ندارد، ناگزیر باید در مدل مفهومی فرضیات ساده کننده ای را اعمال نمود. مدل مفهومی باید به گونه ای تهیه شود که ضمن ساده بودن، رفتار سامانه را به خوبی شبیه سازی کند. ساده سازی بیش از حد ممکن است منجر به تهیه مدلی شود که اطلاعات مورد نظر را در برنداشته باشد. از سوی دیگر ساده سازی کم تر از حد ممکن است منجربه اعمال هزینه های زیاد شده یا سبب شود در مراحل تخمین پارامتر یا واسنجی داده های کافی در دسترس نباشند. یکی از عواملی که باعث می شود در پیش بینی های مدل دقت لازم وجود نداشته باشد، اشتباهات و نواقص موجود در مدل مفهومی است.
تهیه یک مدل مفهومی مناسب لزوما کاری نیست که در مرحله نخست مطالعات صورت پذیرد. مدل سازی فرآیندی پیوسته و پویا است که در آن به تناسب ادامه مطالعات و افزایش دانش نسبت به سامانه و افزوده شدن بر حجم داده های موجود، مدل مفهومی نیز تکامل یافته و فرضیات تشکیل دهنده آن دوباره مورد بررسی قرار می گیرد و به آنها افزوده یا کاسته شده و یا اصلاح می شود.
مراحل مختلف تهیه مدل مفهومی
الف- تعریف مرزهای سامانه
نخستین گام در تهیه مدل مفهومی، مشخص کردن محدوده منطقه مورد مطالعه است. این کار به معنی تعیین مرزهای مدل می باشد. مدل های عددی نیاز به شرایط مرزی دارند به گونه ای که بار هیدرولیکی یا بده یا ترکیبی از آنها در طول مرزهای سامانه مشخص باشد. معمولا مرزهای هیدروژئولوژیک طبیعی سامانه باید به عنوان مرزهای مدل در نظر گرفته شوند. با این وجود گاه نیاز به محدودتر کردن منطقه در درون مرزهای هیدروژئولوژیکی می باشد. به هرحال در تهیه مدل مفهومی مرزهای واقعی هیدروژئولوژیکی باید مشخص شده باشند.
ب - تعیین واحدهای آب - چینه ای
برای مشخص کردن واحدهای آب-چینه ای از ترکیب اطلاعات زمین شناسی (شامل نقشه ها و نیمرخ های زمین شناسی و نمودار چاه ها و گمانه ها) با اطلاعات مربوط به ویژگی های هیدروژئولوژیکی سازندها استفاده می شود. به بیان ساده واحدهای آب چینه ای سازندهای زمین شناسی با ویژگی های هیدروژئولوژیک یکسان می باشند. گاه ممکن است چند سازند زمین شناسی تشکیل یک واحد آب - چینه ای را تشکیل دهند و یا یک سازند زمین شناسی دربردارنده چند واحد آب چینه ای باشد. در مواردی که توالی های ضخیمی از سازندهای ماسه ای در منطقه وجود داشته باشد باید از روش های ویژه ای برای تشخیص و تفکیک واحدهای آب - چینه ای استفاده نمود. در چنین مواردی شاید استفاده از مرزهای چینه ای مناسب نباشد. تقسیم بندی لایه های رسوبی مختلف بر اساس چینه شناسی آنها همخوانی مناسبی با نمودار الکتریکی لایه ها ندارد. بدین ترتیب برای تشخیص واحدهای آب چینه ای ممکن است از مرزهای چین های صرف نظر کرده و مستقیما از اطلاعات به دست آمده از نمودار الکتریکی استفاده شود. برای تشخیص لایه های مدل همچنین می توان از داده های مربوط به بارهای هیدرولیکی ناحیه ای به منظور تشخیص واحدهای با ویژگی های هیدروژئولوژیکی یکسان استفاده نمود. برای مثال نمودار فراوانی تراز سطح آب در گمان ههای مختلف در سطح منطقه می تواند به خوبی در تفکیک گرو ههای مختلف بار هیدرولیکی که نشان دهنده واحدهای آب چینه ای مختلف باشند، کمک کند.
سنگ کف آبخوان ازجمله واحدهای آب - چینه ای مهم می باشد که تشخیص شکل هندسی و موقعیت آن با توجه به اطلاعات پایه در تهیه مدل مفهومی صورت می گیرد.
استفاده از نمودار ژئوفیزیکی الکتریکی برای تفکیک واحدهای آب-چینه ای
ج - تهیه بیلان آب
از دیگر اجزای تشکیل دهنده یک مدل مفهومی، آب های ورودی به سامانه، جهت های جریان و نقاط خروجی آن می باشد. جریان های ورودی شامل تغذیه آب زیرزمینی از بارندگی، رواناب و دیگر منابع آب سطحی می باشد. جریان خروجی شامل چشمه ها تغذیه جریان های سطحی، تبخیر و تعرق و پمپاژ می باشد. جریان های زیرزمینی م یتوانند هم به صورت ورودی و هم به صورت خروجی از سامانه آب زیرزمینی باشند. به منظور نشان دادن اهمیت هر یک از این مولفه ها که منجر به تغییر در ذخیره سامانه می شوند، تهیه یک بیلان آبی بر پایه داده های به دست آمده از مطالعات صحرایی ضروری است. در فرآیند واسنجی مدل، این بیلان محاسبه شده با بیلان شبیه سازی شده به وسیله مدل مقایسه خواهد شد.
د - تعیین سامانه جریان
تعیین واحدهای آب - چینه ای چارچوب مدل مفهومی را تشکیل می دهد. اطلاعات هیدرولوژیکی برای پی بردن به چگونگی حرکت آب زیرزمینی در درون سامانه به کار می آید که شامل اطلاعات مربوط به بارندگی، تبخیر، رواناب سطحی و همچنین داده های بارهای هیدرولیکی و اطلاعات هیدروشیمی می باشد. اندازه گیری های سطح آب به منظور تعیین جهت عمومی جریان آب زیرزمینی موقعیت مناطق تغذیه و تخلیه و ارتباط بین آبخوان ها و منابع آب های سطحی صورت می گیرد. تشخیص سامانه جریان ممکن است به تنهایی بر پایه داده های هیدرولوژیکی فیزیکی صورت پذیرد. اما بهتر است برای تقویت مدل مفهومی در صورت امکان از دانسته های ردیابی و هیدروشیمی نیز استفاده شود. از این گونه داده ها می توان در تشخیص جهت جریان آب، تعیین منشا میزان تغذیه و تخمین بده جریان آب زیرزمینی استفاده نمود.
اندازه گیری های شیمیایی و فیزیکی معمولا شامل غلظت آنیون ها، کاتیون های اصلی (سولفات بی کربنات کلر سدیم کلسیم و منیزیوم) دمای آب و PH می باشد که بسته به نوع مطالعه می توان از آنالیزهای عناصر نادر، ایزوتوپ های پایدار، ناپایدار و نیز ترکیبات آلی نیز استفاده نمود.
برای مشاهده ویدئوهای آموزشی تهیه مدل مفهومی با داده های واقعی آب منطقه ای ایران کلیک کنید.
شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@
نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com
(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)
_______________________________________________________
در منابع آب
نظرات (۰)