شرایط مرزی و شرایط اولیه در مدل مفهومی مدل سازی ریاضی آبخوان با GMS - بخش اول
شرایط مرزی و شرایط اولیه
در این قسمت با معرفی شرایط مرزی و شرایط اولیه، مسایل مهم مربوط به تعیین این شرایط در هنگام شبیه سازی آب های زیرزمینی تشریح می شود.
شرایط مرزی
شرایط مرزی به محدودیت هایی گفته می شود که بر شبکه مدل اعمال می شود تا اندرکنش بین محدوده شبیه سازی و محیط اطراف مدل را نشان دهد و به کمک آن نتیجه تغییرات محیط بر روی محدوده مدل مشاهده می شود. انتخاب درست شرط مرزی یک گام حیاتی در طراحی مدل ها می باشد. وجود خطا در آن می تواند باعث ایجاد خطاهای قابل توجهی در نتایج شبیه سازی شود. انتخاب نوع شرط مرزی بستگی به مدل مفهومی، ویژگی های فیزیکی و نوع اطلاعات صحرایی موجود دارد. شرایط مرزی بسته به موقعیت شان در محدوده شبیه سازی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
الف- شرایط مرزی داخلی که در داخل محدوده مدل قرار می گیرند( همانند شرط مرزی چاه).
ب- شرایط مرزی خارجی که در مرز تقسیم و یا لبه محدوده شبیه سازی قرار می گیرند.
مرزهای خارجی خود به دو دسته کلی مرزهای هیدرولیکی و فیزیکی تقسیم می شوند. مرزهای فیزیکی آب های زیرزمینی در مناطقی که لایه های نفوذناپذیر و یا پهنه های وسیع آبهای سطحی حضور دارند، به وجود می آید. در صورت نبود مرزهای فیزیکی مشخص، مرزها با توجه به شرایط هیدرولیکی موجود در نظر گرفته می شوند، مثلا در صورتی که در یک محل مقادیر بار هیدرولیکی و یا شار جریان از طریق اندازه گیری و یا تخمین، مشخص باشد می توان آن منطقه را به عنوان یک شرط مرزی هیدرولیکی در نظر گرفت. سه نوع شرط مرزی هیدرولیکی اصلی بار هیدرولیکی، جریان و جریان وابسته به بار هیدرولیکی در شبیه سازی آب های زیرزمینی وجود دارد که همه آنها را می توان به صورت ثابت و یا متغیر با زمان بر مرزها اعمال نمود. مرزهای هیدرولیکی شامل مرزهای باز محدوده سامانه و مرزهای خطوط جریان می باشد. در شکل زیر مرز AF به عنوان یک مرز هیدرولیکی معلوم تعیین می شود (مرز بدون جریان). چنین حالتی هنگامی رخ می دهد که فاصله مرز از پرده آب بند حداقل سه برابر عمق لایه نفوذپذیر باشد.
نمایش مرز AF به عنوان یک مرز بدون جریان در امتداد خطوط جریان
مثال دیگری که در این زمینه می توان مطرح کرد یک سامانه آب زیرزمینی است که در شکل زیر نمایش داده شده است.
نمایش مرز تقسیم و مرز بدون جریان در امتداد خطوط جریان
در شکل حاضر در نقطه آب به دو طرف جریان دارد که در واقع خط تقسیم آب زیرزمینی می باشد. این محل را می توان مرز بدون جریان در نظر گرفت. این مرز اگر چه یک مرز غیر قابل نفوذ نیست ولی عملکرد آن همانند یک مرز نفوذناپذیر است.در مرز نیز با توجه به اینکه مرز در امتداد خطوط جریان قرار می گیرد، یک مرز بدون جریان مثل یک مرز غیر قابل نفوذ می باشد. در شکل شیب سطح آب به صورت خطی در نظر گرفته می شود و به صورت تابع h(x, y)=Cx+Yo ارائه می شود.
با توجه به اینکه مرزهای هیدرولیکی می توانند از نظر محل و میزان تاثیر متغیر باشند، باید توجه بیش تری به آنها داشت. در حالی که شرایط فیزیکی دارای چنین پیچیدگی هایی نیست.
نمایش ریاضی مرزها
معمولا استفاده از شرایط مرزی فیزیکی با توجه به قطعیت در عملکرد آنها به شرایط مرزی هیدرولیکی ترجیح داده می شود، ولی در صورتی که امکان استفاده از مرزهای فیزیکی وجود نداشته باشد، استفاده از دیگر شرایط مرزی اجباری است. در صورتی که امکان اعمال شرایط فیزیکی نباشد، باید از شرایط هیدرولیکی که بر اساس وضعیت سامانه جریان قابل تعیین هستند، استفاده نمود. در انتخاب این شرایط مرزی باید دقت نمود تا در اثر اعمال شرایط مرزی، تفاوت آشکاری بین نتایج مدل و آنچه در طبیعت اتفاق می افتد به وجود نیاید.
از توصیه های مهم در تعیین محل اعمال شرایط مرزی این است که مرزهای مدل باید به اندازه کافی از مناطقی که تحت تاثیر تغییرات شدید شرایط هیدرولیکی هستند، دور باشند و تا حد امکان منطبق بر پدیده های فیزیکی انتخاب شوند. این احتیاط باعث می شود تغییرات ایجاد شده در شبکه داخلی تاثیر قابل توجهی بر روی مرزها نداشته باشد. همچنین در طراحی مرزها باید دقت نمود تا اثر ناشی از شرایط مرزی با واقعیت تطبیق داشته باشد.
برای یافتن تمامی مطالب مرتبط با این مطلب در سایت از جستجوی سایت در حاشیه سمت راست و بالای صفحه استفاده فرمایید.
ورود به بخش آموزش های متنی GMS
دانلود آخرین نسخه نرم افزار GMS
دریافت لایسنس ارزیابی (14 روزه)
تماس واتساپ: 09190622992 (98+)
شناسه تلگرام مدیر سایت: Basin_Ir_bot@
نشانی ایمیل: www.Basin.ir@Gmail.com
(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)
_______________________________________________________
تماس با ما
تماس واتساپ
گروه تلگرام ما
هشدارهای ما
آمار و اطلاعات
سفارش پروژه
در منابع آب
نظرات (۰)