نیروگاه‌ها در نواحی ساحلی به دلیل نزدیکی به منابع آب برای فرایندهای خنک ‌کننده و تولید انرژی، یکی از مهم‌ترین زیرساخت‌های حیاتی به ‌شمار می‌روند. در عین حال، به دلیل وجود سطح بالای آب زیرزمینی در این مناطق، مشکلاتی نظیر ورود آب به محل‌های حفاری و سازه‌های زیرزمینی نیروگاه‌ها بروز می‌کنند. به همین دلیل، استفاده از روش‌های زهکشی و Dewatering برای کنترل و مدیریت آب زیرزمینی از اهمیت بالایی برخوردار است. پروژه حاضر با هدف طراحی و اجرای سیستم Dewatering برای یک نیروگاه در محدوده نوار ساحلی دریای سرخ عربستان انجام شده است. این ناحیه با ویژگی‌های خاص زمین‌شناسی و هیدرولوژیکی خود، چالش‌هایی در زمینه مدیریت آب زیرزمینی ایجاد می‌کند که نیازمند استفاده از ابزارهای پیشرفته مدلسازی و شبیه‌سازی می‌باشد. در این راستا، نرم‌افزار GMS-MODFLOW به عنوان یکی از ابزارهای معتبر و پرکاربرد در زمینه مدل‌سازی جریان آب زیرزمینی انتخاب شده است. این نرم‌افزار با توانایی شبیه‌سازی دقیق وضعیت آبخوان‌ها، سطح آب زیرزمینی و تأثیرات اعمال روش‌های Dewatering، نقش مهمی در تحلیل و بهینه‌سازی این فرایند داشته است. هدف این گزارش، ارائه نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های انجام شده با GMS-MODFLOW، بررسی وضعیت آب زیرزمینی در محدوده پروژه، و ارائه راهکارهای موثر جهت کنترل و کاهش سطح آب زیرزمینی در محل توسعه سازه نیروگاه است.

1-1- مدل MODFLOW -GMS

مدل MODFLOW  یک مدل عددی توسعه‌ یافته توسط سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) است که برای شبیه‌سازی جریان آب زیرزمینی در محیط‌های مختلف آبخوانی استفاده می‌شود. این مدل به عنوان یکی از پرکاربردترین ابزارهای هیدرولوژیکی شناخته شده و قادر است رفتار جریان آب زیرزمینی را در سه بعد شبیه‌سازی کند. MODFLOW با استفاده از روش‌های عددی مانند تفاضل محدود، جریان آب را در آبخوان‌های چندلایه و پیچیده مدل‌سازی کرده و شرایط واقعی را به خوبی بازسازی می‌کند.

در کنار مدلMODFLOW، نرم‌افزار GMS (Groundwater Modeling System) به عنوان یک رابط گرافیکی جامع برای مدل‌سازی آب زیرزمینی طراحی شده است. GMS امکان اجرای مدل‌های مختلف را فراهم می‌کند و به کاربران این امکان را می‌دهد که به صورت گرافیکی و تعاملی مدل‌سازی کنند. این نرم‌افزار به دلیل داشتن قابلیت‌های بالا و کاربرپسندی، به یکی از ابزارهای محبوب در مهندسی آب زیرزمینی تبدیل شده است.

2-1- مزایای شبیه‌سازی Dewatering باMODFLOW 

استفاده از نرم‌افزار GMS و مدل MODFLOW برای شبیه‌سازی سیستم‌های Dewatering مزایای متعددی دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌شود:

• دقت بالا در شبیه‌سازی شرایط واقعی: با بهره‌گیری از داده‌های دقیق محیطی و زمین‌شناسی، جریان آب زیرزمینی را با دقت بالا شبیه‌سازی می‌کند. این دقت به مهندسان امکان می‌دهد تا رفتار واقعی آبخوان و تأثیر روش‌های Dewatering را پیش‌بینی کنند.
• شناسایی بهینه‌ترین روش‌های انجام Dewatering: با استفاده از شبیه‌سازی‌های انجام‌ شده در GMS، می‌توان روش‌های مختلف زهکشی و Dewatering را بررسی کرد و بهینه‌ترین روش را برای پروژه انتخاب نمود. این انتخاب می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی سیستم کمک کند.
• ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی: یکی از چالش‌های اصلی در پروژه‌های Dewatering، بررسی اثرات زیست‌محیطی کاهش سطح آب زیرزمینی بر اکوسیستم منطقه است. GMS-MODFLOW می‌تواند به شبیه‌سازی تأثیرات Dewatering بر روی محیط زیست پرداخته و از مشکلات احتمالی جلوگیری کند.
• پیش‌بینی رفتار آب زیرزمینی در طول زمان: شبیه‌سازی‌های دینامیکی با GMS و MODFLOW امکان پیش‌بینی تغییرات سطح آب زیرزمینی در طول دوره‌های زمانی مختلف را فراهم می‌کند. این قابلیت به مدیریت بهتر پروژه و تطبیق با تغییرات محیطی کمک شایانی می‌کند.
• کاهش ریسک‌های اجرایی و ساخت: با مدلسازی و پیش‌بینی دقیق سطح آب زیرزمینی، تیم‌های مهندسی می‌توانند از خطرات ناشی از ورود آب به سازه‌ها و حفاری‌ها جلوگیری کنند. این امر ریسک‌های اجرایی و تأخیرات پروژه را به حداقل می‌رساند.
• کاربرپسند بودن و ارتباط تعاملی: GMS به عنوان یک رابط گرافیکی، امکان ایجاد مدل‌های پیچیده را با ساده‌ترین روش‌ها فراهم می‌کند. این نرم‌افزار به کاربران اجازه می‌دهد تا با نمایش‌های گرافیکی، جریان آب و تأثیر Dewatering را مشاهده کنند و نتایج را به راحتی تحلیل کنند.

بنابراین استفاده از GMS و MODFLOW برای شبیه‌سازی Dewatering در پروژه‌های مهندسی آب زیرزمینی، ابزاری قدرتمند و دقیق برای برنامه‌ریزی، طراحی و اجرای پروژه‌های بزرگ، به ویژه در محیط‌های حساس مانند نوار ساحلی دریای سرخ، فراهم می‌آورد. این ابزارها به تیم‌های مهندسی امکان می‌دهند تا با اطمینان بیشتری پروژه‌های خود را به پیش ببرند و از تأثیرات ناخواسته بر محیط زیست و هزینه‌های غیرضروری جلوگیری کنند.

2- محدوده مطالعاتی و اطلاعات ناحیه

شمای کلی محدوده مطالعاتی در شکل نشان داده شده است. خطوط نامنظم در این شکل رقوم برداشت شده از توپوگرافی ناحیه و محدوده اصلی مطالعات در میانه این خطوط قابل تشخیص است. در اینجا به منظور تدقیق شبیه سازی و انطباق با واقعیت زمین، از گزارشات ارائه شده در همین محدوده به شرح زیر استفاده شد:

• گزارش مطالعات اکتشافی، شامل حفر یک فقره چاه آزمایش پمپاژ به همراه 4 پیزومتر ارزیابی نتایج.
• گزارش مطالعات اکتشافی ناحیه شامل تعداد معینی گمانه حفاری و مشخصات مرتبط.
• اطلاعات مکانی سازه هدف در محدوده توسعه نیروگاه به عنوان نقشه های حفاری.
• نقشه و مدل اولیه طرح Dewatering در محدوده مطالعاتی.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح