دانشکده مهندسی

پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران محیط زیست

 

شبیه‌سازی کمی و کیفی جریان آب‌های زیرزمینی دشت ایج با استفاده از نرم‌افزار GMS

 

 

استاد راهنما:

دکتر غلامرضا رخشنده‌‌رو

 

 

 

 

 

زمستان 1391

 

چکیده

 

 

شبیه‌سازی کمی و کیفی جریان آب‌های زیرزمینی دشت ایج با استفاده از نرم‌افزار GMS

 

به‌ کوشش

 

محمدمهدی یقطین

 

کنترل و نظارت بر میزان استخراج منابع آب زیرزمینی، بخصوص در مناطقی که از نظر اقلیمی جزء مناطق کم باران به حساب می‌آیند، یک اصل مهم و اساسی در استفاده پایدار از این منابع است. هدف از انجام این پایان نامه، شبیه‌سازی جریان آب‌های زیرزمینی دشت ایج با استفاده از نرم افزار GMS بود. همچنین نواحی گیرش برخی چاه‌های مهم منطقه توسط کد MODPATH و شبیه‌سازی کیفی روند حرکت آلودگی در آب‌های زیرزمینی این دشت ناشی از وجود لندفیل فرضی با استفاده از کد MT3DMS در شرایط مختلف انجام گرفت. در نهایت در قسمت کمی مدلی به دست آمد که قادر است با دریافت ورودی‌ها به صورت میانگین سالانه، وضعیت سطح آب زیرزمینی دشت، به همراه جهت جریان و سرعت آن را تا حد قابل قبولی پیش بینی کند. در قسمت کیفی نیز جهت حرکت و غلظت آلودگی برای مکان و زمان‌های مختلف به دست آمد. نتایج نشان داد که برای دو سلول مشخص، با دو برابر شدن نرخ نفوذ آلودگی به آب زیرزمینی، غلظت آلودگی در سلول شماره یک دو برابر و در سلول شماره دو بیش از دو برابر می‌شود. همچنین اگر غلظت اولیه ماده آلاینده در لندفیل دو برابر شود غلظت در سلول شماره یک و دو نیز دو برابر می‌شوند.

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                       صفحه

 

فصل اول: مقدمه

1-1- پیشگفتار…………………………………………………………………………………………………………………….                                2

1-2- اهمیت موضوع……………………………………………………………………………………………………………                                             3

1-3- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………..                                           4

1-4- نوآوری پایان نامه………………………………………………………………………………………………………. 5      1-5- ساختار پایان نامه………………………………………………………………………………………………………. 5

 

فصل دوم: مبانی نظری تحقیق و مدل‌های شبیه‌سازی کمی و کیفی جریان آب‌های زیرزمینی

2-1- تعریف مدل آب زیرزمینی………………………………………………………………………………………….   7

2-2- انواع مدل‌‌ها…………………………………………………………………………………………………………………                                       8

2-2-1- مدل­‌های فیزیکی……………………………………………………………………………………………… 9

2-2-2- مدل‌‌های آنالوگ………………………………………………………………………………………………..   9

2-2-3- مدل­‌های ریاضی……………………………………………………………………………………………… 10

2-2-3-1- مدل­‌های تجربی…………………………………………………………………………………          11

2-2-3-2- مدل­‌های احتمالاتی…………………………………………………………………………..               12

2-2-3-3- مدل‌‌های علت ومعلولی……………………………………………………………………..                      12

2-3- نرم افزارهای مدل‌سازی جریان و پخش و انتقال آلودگی در آب‌های زیرزمینی…..                           15

عنوان                                       صفحه

 

2-3-1- MODFLOW……………………………………………………………………………………… 15

2-3-2- Visual MODFLOW………………………………………………………………………..                  16

2-3-3- MIKE SHE…………………………………………………………………………………………   17

2-3-4- FEFLOW…………………………………………………………………………………………….  17

2-3-5- CTRAN/W………………………………………………………………………………………… 18

2-3-6- MT3D………………………………………………………………………………………………….   18

2-3-7- MODPATH………………………………………………………………………………………. 19

2-3-8- Groundwater Modeling System; GMS……………………………………….   20

2-3-8-1- Map Module………………………………………………………………………..                     22

2-3-8-2- TIN Module…………………………………………………………………………                    23

2-3-8-3- 2D Scatter Point Module………………………………………………….                                              24

2-3-8-4- Solid Module………………………………………………………………………                       25

2-3-8-5- 3D Scatter Point Module ………………………………………………..    25

2-3-8-6- Modflow……………………………………………………………………………….           26

2-4- مبانی فیزیکی و معادلات حاکم بر جریان آب زیرزمینی……………………………………….  27

2-4-1- قانون دارسی………………………………………………………………………………………………….. 27

2-4-2- معادله پیوستگی……………………………………………………………………………………………. 29

2-4-3- حل معادلات حاکم بر جریان در آب‌های زیرزمینی……………………………………..    33

2-4-3-1- روش عناصر محدود…………………………………………………………………………                    34

2-4-3-2- روش تفاضلات محدود……………………………………………………………………..                        34

2-5- آلودگی آب‌های زیرزمینی……………………………………………………………………………………… 41

2-5-1- منابع آلودگی آب‌های زیرزمینی……………………………………………………………………                       41

 

عنوان                                       صفحه

 

2-5-2- حرکت آلودگی در آبهای زیرزمینی……………………………………………………………….                            43

2-5-2-1- حرکت همراه با جریان……………………………………………………………………..                        44

2-5-2-2- انتشار هیدرودینامیکی……………………………………………………………………..                44

2-5-2-3- تأخیر…………………………………………………………………………………………………   46

2-5-2-4- واکنش شیمیایی……………………………………………………………………………….          47

 

فصل سوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

3-1- مروری بر مطالعات گذشته‌‌……………………………………………………………………………………..     49

 

فصل چهارم: روش تحقیق

4-1- محدوده مطالعاتی…………………………………………………………………………………………………… 61

4-1-1- هواشناسی……………………………………………………………………………………………………….                                              62

4-1-2- ایستگاه‌های هواشناسی…………………………………………………………………………………..     63

4-1-3- دما……………………………………………………………………………………………………………………                                     66

4-1-4- باران…………………………………………………………………………………………………………………                                      68

4-1-5- تبخیر……………………………………………………………………………………………………………….                                        69

4-2- زمین‌شناسی منطقه…………………………………………………………………………………………………   71

4-3- مراحل ساخت و آماده سازی مدل منطقه مورد مطالعه…………………………………………. 74

4-3-1- مدل مورد استفاده در این مطالعه…………………………………………………………………..                          74

4-3-2- تهیه مدل مفهومی………………………………………………………………………………………….. 76

4-3-3- شبکه بندی مدل……………………………………………………………………………………………. 77

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

نظرات شما عزیزان: