اطلاع از ضرایب هیدرودینامیکی برای تعیین جریان طبیعی آب و مدیریت بهره برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی امری ضروری است. در این مطالعه به منظور تعیین ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان دشت زوزن از نتایج 112 سونداژ الکتریکی استفاده شده است. تفسیر کمی داده های ژئوالکتریک با استفاده از نرم افزار IPI2WIN صورت گرفته است. از داده های حاصل از تفسیر ژئوالکتریک میزان فاکتور سازند و تخلخل در محل هر سونداژ تعیین گردید. متوسط تخلخل آبخوان دشت زوزن 26 درصد برآورد شد. با استفاده از معادله کوزنی و داده های حاصل از تفسیر ژئوالکتریک مقادیر نفوذپذیری ذاتی و هدایت هیدرولیکی تعیین و نقشه هدایت هیدرولیکی نیز تهیه گردید. متوسط هدایت هیدرولیکی برای آبخوان آبرفتی دشت زوزن m/s 5-10 × 5/12 برآورد شد. با استفاده از اطلاعات بدست آمده میزان قابلیت انتقال نیز تعیین و نقشه آن تهیه گردید. متوسط ضریب قابلیت انتقال برای آبخوان دشت زوزنm2/day 1552 برآورد شد. میزان آبدهی ویژه نیز با استفاده معادله آرچی در محل هر سونداژ مشخص و نقشه آن تهیه گردید. متوسط آبدهی ویژه برای این آبخوان 4/5 درصد برآورد شد. نتایج حاصل از تفسیر داده های ژئوالکتریک با داده های حاصل از تجزیه و تحلیل آزمون پمپاژ مقایسه شدند که با دقت قابل قبولی این نتایج با هم انطباق داشتند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله نحوه استخراج برخی از ضرایب هیدرودینامیک یک رونده زیرسطحی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی، ارائه شده و نتایج با نتایج تجربی مدل هندسی دارپا سابوف موجود در مراجع مقایسه شده است. این تحقیق روش کاربردی در استخراج ضرایب در مسائل صنعتی ارائه نموده که بدون نیاز به تولید شبکه مجدد برای هر مانور دینامیکی انجام شده و در بازه زمانی منطقی قابل اجرا باشد. در این روش با استفاده از شبیه سازی برخی مانورهای دینامیک استاندارد، مانند مانور یاو خالص و سوای خالص، تعدادی از ضرایب هیدرودینامیک شامل ضرایب خطی Y_v، Y_v ̇ ، N_v، N_v ̇ و ضرایب Y_r، Y_r ̇ ، N_r، N_r ̇ در صفحه یاو قابل استخراج هستند. با تغییر صفحه مانور از یاو به پیچ، هشت ضریب دیگر نیز قابل استحصال خواهد بود. اطلاعات لازم جهت انجام تحلیل عددی، هندسه، مرکز جرم وسیله و سرعت کاری آن است. تحلیل عددی مطابق با شرایط ذکر شده برای تست تجربی مدل سابوف در مراجع، انجام گرفته و نمودارهای نیرو و ممان به صورت تابعی از زمان ارائه شده اند. با به کار بردن معادلات دینامیکی حرکت متناظر با نقاط خاص شامل نقاط صفر شدن سرعت و یا شتاب جانبی وسیله، ضرایب هیدرودینامیک مربوط به هندسه مورد نظر استخراج می گردد. نتایج بدست آمده از روش عددی با نتایج حاصل از تست تجربی، مقایسه شده و نشان داده شده است که از این روش برای استخراج ضرایب هیدرودینامیک با دقت مناسبی می توان بهره برد و تطابق خوبی بین نتایج تحلیلی و تجربی دیده می شود.

آبیاری سطحی یکی از رایج ترین روش های آبیاری است، اما به دلیل بهره وری کم، تلفات آب در این سیستم چشمگیر است. برای طراحی دقیق و مناسب آبیاری سطحی اطلاع از خصوصیات و ضرایب نفوذ آب در خاک ضروری است. یکی از معادلات استفاده شده در این زمینه، معادله نفوذ فیلیپ است. در این مطالعه ضرایب نفوذ معادله فیلیپ و همچنین ضریب زبری مانینگ در آبیاری نواری بر اساس مقایسه منحنی پیشروی واقعی با منحنی پیشروی محاسبه شده با مدل هیدرودینامیک به صورت بهینه تعیین و نتایج آن با روش استوانه مضاعف و روش دونقطه ای ابراهیمیان و همکاران (5) مقایسه شد. حجم نفوذ واقعی از تفاضل حجم ورودی و حجم خروجی به دست آمد. خطای روش یادشده در محاسبه حجم نفوذ 5/53 درصد بود. این در حالی است که خطا در روش استوانه مضاعف59/62 درصد و خطا در روش دونقطه ای ابراهیمیان و همکاران (5) 19/08 تعیین شد. در خاک های بافت سنگین هر چه طول نوار بیشتر شود، دقت روش در برآورد ضرایب فیلیپ بیشتر می شود، درحالی که در خاک های بافت سبک هر چه زمان پیشروی که علاوه بر طول تابعی از نفوذپذیری، دبی ورودی و شیب کف بستر است بیشتر شود، دقت روش در برآورد ضرایب نفوذ فیلیپ بیشتر می شود.

بررسی پارامترهای هیدرودینامیکی اجسام در حال حرکت و کاملاً غوطه ور در سیال به منظور شناخت اثرات سرعت، انحنا، ضخامت و زاویه حمله هیدروفویل از سال ها پیش و با روش های مختلف انجام می گیرد. نرم افزار محاسباتی فلوئنت امکان حل معادلات حاکم با استفاده از روش VOF برای شبیه سازی جریان دوفازی آب و هوا را به خوبی فراهم کرده است. مدل آشفتگی استفاده شده در این تحقیق نیز، مدل آشفتگی رینولدز RSM است که عموماً مدلی دقیق تر می باشد. در مطالعه حاضر، اثرات سطح آزاد و کف محدود بر روی هیدروفویل های غوطه ور به طور هم زمان بررسی شده و نتایج حاصل با نتایج به دست آمده از روش المان مرزی، مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد هیدروفویلی که در عمق بیشتری قرار گرفته، دارای ضرایب برآ و پسای بالاتر و نسبت برآ به پسای بیشتری است. هم چنین در آب های کم عمق هیدروفویل های با انحنای بیشتر و زاویه حمله کمتر از عملکرد بهتری برخوردارند و امواج پایین دست جریان زودتر میرا می شوند.

در این پژوهش، شبیه سازی آبخوان دشت برخوار واقع در شمال شرق اصفهان، برای تخمین ضرایب هیدرودینامیک و تهیه مدل پیش بینی و مدیریتی آبخوان به منظور بررسی وضعیت سطح آب سفره در سال های آینده مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی وضعیت زمین شناسی دشت و لوگ چاه های موجود در دشت، مشخص شد که دشت برخوار شامل دو آبخوان تحت فشار و آزاد می باشد. با توجه به اطلاعات موجود که مربوط به آبخوان آزاد می شد، محدوده ای از این آبخوان برای مدل سازی ریاضی انتخاب گردید. با تقسیم منطقه به 4 واحد ژئوهیدروژئولوژیک و استفاده از PEST، از اجزای مدل MODFLOW، واسنجی مدل برای تخمین ضرایب K و Sy صورت گرفت. با استفاده از مدل واسنجی شده، وضعیت تراز آب سفره در سال های 1380-1390 با توجه به گزینه های مختلف مدیریتی بررسی شد. بررسی گزینه تاثیر روند بهره برداری کنونی بر روی سطح آب آبخوان در سال های آتی، بیانگر حداکثر افتی برابر با 48 متر می باشد. به منظور ارائه یک راه کار عملی برای بهبود وضعیت آبخوان، گزینه کنترل بهره برداری آبخوان با اعمال کاهش 30 درصد دبی تخلیه چاه های بهره برداری بررسی گردید. از مهم ترین نتایج اجرایی این راه کار می توان به کاهش افت 26 درصد اشاره نمود. با توسعه یک مدل بهینه سازی و اعمال محدودیت های لازم در نقاط بحرانی منطقه و هم چنین انتقال آب از دیگر نقاط منطقه روند افت آب در حد قابل قبولی )کمتر از 10 متر تا سال 1390) قابل کنترل به نظر می رسد. با به کارگیری مدل بهینه سازی روند افت در هر کدام از نقاط ماکزیمم افت منطقه مشخص کننده تغییر روند افزایشی افت و بهبود وضعیت آبخوان است.