بررسی سرعت تغییرات شرایط مرزی بر مدلسازی پدیده تداخل آب شور و شیرین در آبخوانهای ساحلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه ارومیه

2 گروه مهندسی آب - استاد

10.22034/hydro.2023.56782.1292

چکیده

در این مقاله به بررسی اثر سرعت افزایش و یا کاهش تراز آب دریاها بر مدلسازی عددی رفتار آبهای زیرزمینی پرداخته شده است. بدین منظور از مدل GeoStudio مبتنی بر اجزای محدود استفاده شد. مدل مورد نظر بر اساس داده های آزمایشگاهی منتشر شده واسنجی و اعتبارسنجی شد و در ادامه تغییرات پنجه آب شور تحت سرعتهای مختلف افزایش و کاهش تراز آب شور مشاهده شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی نشان داد که اعمال سرعت مختلف کاهش تراز سطح آب شور به مدل عددی تاثیری در برآورد ابعاد نهایی گوه آب شور ندارد در حالیکه در حالت افزایش آنی تراز آب شور، مقدار طول پنجه 4% بیشتر از حالات افزایش تدریجی برآورد می شود. نتایج این تحقیق نشان داد سریعترین زمان به تعادل رسیدن سیستم در حالت افزایش و یا کاهش آنی تراز سطح آب رخ می‌دهد. با این حال نتایج نشان داد که اگر حداقل زمان رسیدن به تعادل در حالت کاهش ناگهانی TR_min باشد، تا زمانی که طول مدت تغییرات تدریجی شرایط مرزی کمتر از نصف این زمان باشد، تغییری در زمان تعادل رخ نمی‌دهد. علاوه بر این، نتایج حاصله نشان داد که زمان رسیدن به 50% طول پیشروی پنجه آب شور مستقل از سرعت تغییرات شرایط مرزی آب شور است. درصورتیکه مقدار حداقل زمان رسیدن به تعادل در حالت افزایش آنی تراز آب شور TA_min باشد و زمان افزایش تراز سطح آب شور برابر یا بیشتر TA_min 4/1 باشد، زمان به تعادل رسیدن پنجه تقریباً منطبق بر زمان توقف تغییرات سطح آب شور خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analyzing the Impact of Rapid Boundary Condition Changes on Salt and Fresh Water Interaction in Coastal Aquifers

نویسندگان [English]

  • Zahra Yazdi 1
  • Hojjat Ahmadi 2
1 Department of water engineering
2 Department of Water Engineering
چکیده [English]

In this article, the effect of sea level increase or decrease on the numerical modeling of groundwater behavior has been investigated. For this purpose, GeoStudio, a finite element numerical model based was used. Firstly, the desired model was recalibrated and validated based on benchmark published data from reliable sources, and then the changes in the saltwater level under different rates of increase and decrease in the observed level were investigated. The results of the investigation showed that applying different rates of saltwater level reduction to the numerical model has no effect on estimating the final dimensions of the saltwater wedge, while in the case of the sudden increase in the saltwater level, the wedge length is estimated to be 4% more than the cases of gradual increase. Also, the results of this research showed that the fastest time to reach the equilibrium of the system occurs when the water level increases or decreases instantaneously. However, the results showed that if the minimum time to reach the equilibrium is in the state of sudden decrease TR_min, as long as the duration of the gradual changes in the boundary conditions is less than half of this time, no change in the equilibrium time will occur. In addition, the results showed that the time to reach 50% of the advancing length of the saltwater length is independent of the rate of change of saltwater boundary conditions. If the minimum value of the time to reach the equilibrium in the case of instantaneous increase of the salt water level is TA_min and the time of increase of the salt water level is equal to or more than 1.4TA_min, the time to reach the equilibrium of the wedge will be approximately the same as the time of stopping the salt water level changes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • time scale
  • saltwater wedge
  • numerical modeling