تماس با ما
گروه تلگرام ما
هشدارهای ما
آمار و اطلاعات
پروژه
بهترین نرم افزار برای مدل سازی آب زیر زمینی - نرم افزار شبیه ساز آبخوان MODFLOW
ویژگی های نرم افزار های مورد نیاز برای مدل سازی آب زیرزمینی
مجموعه دستوراتی را که رایانه برای حل مدل ریاضی مورد استفاده قرار می دهد کد یا برنامه رایانه ای می نامند. کد یا برنامه رایانه ای یک مفهوم عمومی و کلی است، حال آن که یک مدل شامل مجموعه ای از شرایط مرزی و اولیه، شبکه، مقادیر پارامتری و تنش های هیدرولوژیکی مربوط به یک منطقه خاص می باشد. یک کد در شرایط معمولی (که نیازی به اصلاح آن نمی باشد) تنها یک بار تهیه می شود ولی برای هر بار کاربرد مدل، یک مدل جدید تهیه می شود.
از نظر میزان استفاده از برنامه های رایانه ای، دو نوع کد وجود دارد: کدهای عمومی با قابلیت دسترسی برای همگان مانند برنامه 22MT3 و کدهای اختصاصی که معمولا برای مصارف ویژه و به سفارش مراکز تحقیقاتی خاصی توسعه یافته و در دسترس همه نمی باشد.
نکته های مهم در انتخاب کد و رابط گرافیکی
در انتخاب کد و رابط گرافیکی برای استفاده در مدل ریاضی آب زیرزمینی مسایل زیر باید مورد نظر قرار گیرند:
- این برنامه قبلا در چند منطقه مورد استفاده قرار گرفته و نقاط ضعف و قوت آن مشخص شده باشد.
- جواب های حاصله از آن با جواب های به دست آمده از حل تحلیلی چند مساله مقایسه شده و درستی و دقت آن تایید شده باشد.
- در صورت استفاده از برنامه اختصاصی ضرورت آن توجیه شود.
- برنامه موردنظر شامل ماژولی برای محاسبه بیلان آب باشد تا بتوان جریان از مرزها، از منابع تغذیه و تخلیه و همچنین میزان تغذیه از سطح ایستابی و تخلیه به آب های سطحی را محاسبه نمود و آن را با بیلان دستی مقایسه کرد.
- تا جای ممکن دارای امکانات نمایشی مناسب برای ارائه خروجی مدل به گونه ای محسوس و قابل درک برای کارشناسان باشد.
- امکان استفاده از حجم بالایی از حافظه رایانه را داشته باشد به گونه ای که بتوان به منظور بالا بردن دقت مدل تعداد کافی سلول و لایه برای مساله موردنظر تعریف نمود.
- تا جای ممکن امکان خواندن فایل های سامانه اطلاعات جغرافیایی یا GIS را دارا باشد.
- توانایی شبیه سازی ویژگی های ارائه شده در مدل مفهومی (سامانه جریان دوبعدی یا سه بعدی هندسه و هیدرولیک آبخوان چندگانه و لایه نفوذناپذیر سامانه های گسلی بارندگی تبخیر و تعرق چاه ها زهکش ها شرایط مرزی و تغییرات پارامترها نسبت به زمان و مکان) را داشته باشد.
- بسته به شرایط مساله، توانایی شبیه سازی سامانه جریان غیر اشباع را داشته باشد.
- در صورت اهمیت جریان های در جهت قائم، حداقل از برنامه مدل شبه سه بعدی استفاده شود.
- در صورت وجود جریان در محیط درز و شکاف دار یا انحلالی، از برنامه هایی که تخلخل مضاعف را به شکل یک محیط متخلخل دانه ای معادل شبیه سازی می کند، استفاده شود.
- چنان که جریان در مناطقی با شوری یا دمای بالا صورت می گیرد از برنامه ای استفاده شود که تاثیر چگالی را نیز شبیه سازی می نماید.
در گزینش نهایی یک کد ممکن است، مواردی همچون در دسترس بودن رابط گرافیکی آن و خدمات پس از فروش نرم افزار نیز موثر باشد.
پیش از استفاده از برنامه برای یک مساله خاص، بهتر است برنامه را برای یک مساله ساده با جواب معلوم که در راهنمای نرم افزار وجود ندارد، اجرا نمود. ساخت فایل های داده ای برای این مساله می تواند کاربر را با ساختار فایل های ورودی مناسب برای برنامه آشنا سازد.
از جمله کدهایی که کاربردهای گسترده ای داشته و از مقبولیت بالایی نزد هیدروژئولوژیست ها برخوردار بوده کد MODFLOW می باشد که توسط سازمان زمین شناسی آمریکا ارائه شده است. رابط های گرافیکی گوناگونی برای این کد تهیه شده اند که برخی از ویژگی های آنها در جدول زیر دلیل اصلی مقبولیت این کد (هر چند نمی توان آن را برای همه موارد تخصصی مطالعه مدل پیشنهاد نمود) این است که برای راه حل های تحلیلی گوناگونی ارزیابی و کنترل شده و سامانه های هیدروژئولوژیکی مختلفی در سراسر جهان را شبیه سازی نموده است. همچنین نرم افزارهای مختلف آن ارزان و در دسترس همگان م یباشد.
از جمله ویژگی های دیگر MODFLOW می توان به ساختار ماژولی آن اشاره نمود. بدین ترتیب که می توان برای فرآیندهای خاص هیدرولوژیکی ماژول خاصی را فعال یا غیرفعال نمود. همچنین مدول های جدیدی برای مسایل مربوط به جریان (مثل اندرکنش جریان رودخانه با آبخوان) یا روش های عددی جدید در حال توسعه می باشند. این دلایل سبب شده MODFLOW از سوی بسیاری از سازمان ها به عنوان نرم افزار برتر مورد استفاده قرار گیرد. حداقل پارامترهای مورد نیاز برای این برنامه در جدول زیر ارائه شده است.
بخش های مختلف برنامه
ماژول ها به ترتیب زیر است:
- ماژول چگالی
در سلول های مختلف متفاوت می باشد. در « لایه چگالی» استفاده از مدول چگالی هنگامی صورت می گیرد که چگالی آب در یک شبیه سازی جریان، جریان های وابسته به چگالی به کمک تصحیح بارهای هیدرولیکی به بارهای هیدرولیکی آب شیرین (یا بارهای هیدرولیکی چگالی مرجع) برای سامانه معادلات جریان تعریف می شوند. فرض می شود توزیع چگالی و مقادیر قابلیت انتقال بین گره ها در طول شبیه سازی ثابت م یماند.
- ماژول زهکش
در این ماژول اثر زهکش بر سامانه آب زیرزمینی شبیه سازی می شود.
- ماژول تبخیر و تعرق
این زیر برنامه اثرات تعرق گیاهی و تبخیر مستقیم از آبخوان را شبیه سازی می کند.
- ماژول (General – Head Boundary)
زیر برنامه GHB برای شبیه سازی مرزهای وابسته به بار هیدرولیکی (Cauchy boundary condition) به کار م یرود.
- ماژول سد جریان افقی
ماژول سد جریان افقی اثر ساختارهای زمین شناسی با تراوایی کم مانند گسل های عمودی و یا دیوار ههای مصنوعی را که از جریان افقی آب زیرزمینی جلوگیری م یکنند شبیه سازی می کند.
- ماژول ذخیره بین لایه ای
این ماژول در شبیه سازی جریان های ماندگار کاربرد ندارد و بنابراین در این حال تها فعال نمی باشد. آب زیرزمینی در شرایط افت بار هیدرولیکی از ذخیره آبخوان آزاد می شود. حجم آب آزاد شده متناسب با تراکم پذیری خاک و آب می باشد، زیرا افت بار هیدرولیکی منجربه کاهش فشار آب و افزایش تنش موثر می شود. افزایش تنش موثر روی اسکلت خاک باعث تغییر شکل و متراکم شدن زمینه خاک می شود. زیر برنامه ذخیره بین لایه ای، حجم آب آزاد شده از ذخیره را محاسبه کرده و تراکم (تحکیم) الاستیک یا غیرالاستیک لایه های ریزدانه تراکم پذیر در آبخوان را که ناشی از برداشت از آب زیرزمینی می باشد، شبیه سازی می نماید.
- ماژول تغذیه
این زیر برنامه برای شبیه سازی تغذیه توزیع شده در سامانه آب زیرزمینی به کار می رود.
- ماژول مخزن
در این ماژول اثر مخزن های آب سطحی بر سامانه آب زیرزمینی شبیه سازی می شود. زیر برنامه مخزن برای مواردی ارائه شده که سطح مخازن در منطقه بسیار بزرگ تر از سطح هر سلول می باشد.
- ماژول رودخانه
این ماژول برای شبیه سازی جریان بین یک آبخوان و آب های سطحی مانند رودخانه، دریاچه و مخزن ارائه شده است.
- ماژول روندیابی نهر
این ماژول برای برآورد جریان در نهرها و جریان های سطحی و شبیه سازی اندرکنش جریان های سطحی و آ بهای زیرزمینی ارائه
شده است.
- ماژول (Time –Variant Specified – Head)
برای شبیه سازی های رژیم ناماندگار مدول TVSH این امکان را به سلول های با بار هیدرولیکی ثابت م یدهد که برای هر گام زمانی مقادیر مختلفی داشته باشند.
- ماژول چاه
این ماژول برای شبیه سازی اثر چاه پمپاژ بر سامانه آب زیرزمینی ارائه شده است.
برای یافتن تمامی مطالب مرتبط با این مطلب در سایت از جستجوی سایت در حاشیه سمت راست و بالای صفجه استفاده فرمایید.
ورود به بخش آموزش های متنی GMS
دانلود آخرین نسخه نرم افزار GMS
دریافت لایسنس ارزیابی (14 روزه)
برای سفارش انجام مدل سازی اینجا 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)