مدل ریاضی اثر پایین‌آمدن سطح آب رودخانه بر جریان غیر دائمی آب زیرزمینی در آبخوان نشتی به روش تفکیک متغیرها

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران دانشکدۀ مهندسی، دانشگاه زنجان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه زنجان

چکیده

به‌منظور مدل‌سازی جریان آب زیرزمینی می‏توان از روش‏های عددی و تحلیلی بهره‌‏مند شد. در پژوهش حاضر با به‌کارگیری مدل ریاضی و استفاده از روش تفکیک متغیرها آثار پارامترهای مختلف بر آبخوان نشتی بررسی شده است. این آبخوان در مجاورت رودخانه واقع و دچار افت سطح جریان در مرز می‏شود. مقایسۀ تغییرات هد هیدرولیکی نشان می‌دهد با گذشت زمان، تغییرات سطح آب در آبخوان کمتر می‌شود و آبخوان خود را با شرایط جدید وفق می‏دهد. با افزایش ضریب هدایت هیدرولیکی، سطح جریان در آبخوان کاهش می‌یابد و کاهش هدایت هیدرولیکی، تأثیر بیشتری نسبت به افزایش آن بر آبخوان می‏گذارد. همچنین، با افزایش تغذیۀ سطحی، هد هیدرولیکی سطح جریان افزایش می‏یابد و با گذشت زمان این تغییرات مشهود‏تر است. تغییرات دبی خروجی بیشتر از تغییرات دبی ورودی است و بعد از گذشت حدود 60 روز آبخوان حالت ثباتی به خود می‏گیرد که این دو مقدار ورودی و خروجی تثبیت می‏شود. علاوه بر این‏ها، نتایج مدل‌سازی روابط ارائه‌شده در تحقیق حاضر با نتایج مدل نرم‌‏افزار مادفلو مقایسه شده است. این مقایسه نشان داد حل تحلیلی ارائه‌شده در پژوهش حاضر بسیار کارآمد است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]. Winter, T. C. Relation of streams, lakes, and wetlands to groundwater flow systems. Hydrogeology Journal. 1999; 7:28–45
[2]. Yang, Y.S., Wang, L. A review of modeling tools for implantation of the EU water framework directive in handling diffuse water pollution. Water Resources Management. 2010; 24:1819–1843
[3]. Courbis, A. L., Vayassade, B., Martin, C., Didon-Lescot, J.F. Modelling and simulation of a catchment in order to evaluate water resources. Global NEST Journal. 2008; 10(3): 301-309.
[4]. Ma, S., Kassinos, S.C., Kassinos, D.F., Akylas, E. Modeling the impact of water withdrawal schemes on the transport of pesticides in the Kouris Dam (Cyprus). Global NEST Journal. 2008; 10(3): 350-358.
[5]. Boufadel, M. C., Peridier, V. Exact analytical expressions for the piezometric profile and water exchange between stream and groundwater during and after a uniform rise of the stream level. Water resources research. 2002; 38(7): 1-6.
[6]. Hussein, M., Schwartz, F.W. Modeling of flow and contaminant transport in coupled stream–aquifer systems. Journal of Contaminant Hydrology. 2003; 65: 41–64.
[7]. Singh, S.K. Aquifer response to sinusoidal or arbitrary stage of semipervious stream. Journal of Hydraulic Engineering. 2004; 130(11): 1108-1118.
[8]. Kim, K.Y., Kim, T., Kim, Y., Woo, N.C. A semi-analytical solution for groundwater responses to stream-stage variations and tidal fluctuations in a coastal aquifer. Hydrological Process. 2007; 21(5): 665–674.
[9]. Bansal, R. K., Das, S. K. Analytical solution for transient hydraulic head, flow rate and volumetric exchange in an aquifer under recharge condition. Journal of Hydrology and Hydromechanics. 2009; 57(2): 113-120.
[10]. Guo, H. P., Jiao, J.J., Li, H. L. Groundwater response to tidal fluctuation in a two-zone aquifer. Journal of Hydrology. 2010; 381:364–371.
[11]. Telogloua L.S, Bansal, R k. Transient solution for stream–unconfined aquifer interaction due to time varying stream head and in the presence of leakage. Journal of Hydrology. 2012; 428: 68–79.
[12]. Kashaigili, J. J., Mashauri D. A., Abdo, G. Groundwater management by using mathematical modeling: case of the Makutupora groundwater basin in dodoma Tanzania. Botswana Journal of Technology. 2003; 12(1):19–24.
[13]. Palma, H. C., Bentley, L. R. A regional-scale groundwater flowmodel for the Leon–Chinandega aquifer, Nicaragua. Hydrogeology Journal. 2007; 15:1457–72.
[14]. Budge, T.J., Sharp, Jr. JM. Modeling the usefulness of spatial correlation analysis on karst systems. Ground Water. 2009; 47(3):427–37.
[15]. Xu, X., Huang, G., Zhan, H., Qu, Z., Huang, Q. Integration of SWAP and MODFLOW-2000 for modeling groundwater dynamics in shallow water table areas. Journal of Hydrology. 2012; 412:170–181.
[16]. Saeedpanah I, GolmohamadiAzar R, New Analytical Solutions for Unsteady Flow in a Leaky Aquifer between Two Parallel Streams. Water Resources Management. 2017; 31(7): 2315–2332.
[17]. Srivastava, Kirti;Serrano, Sergio E.; Workman, S. R. Stochastic modeling of transient stream aquifer interaction with the nonlinear Boussinesq equation. Journal of Hydrology. 2005;  328: 538-547.
دوره 5، شماره 3
مهر 1397
صفحه 969-976
  • تاریخ دریافت: 30 دی 1396
  • تاریخ بازنگری: 10 خرداد 1397
  • تاریخ پذیرش: 30 اردیبهشت 1397
  • تاریخ اولین انتشار: 01 مهر 1397
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1397