دانلود پروپوزال آماده: شبيه‌سازي كمي و كيفي جريان آب‌های زيرزمينی دشت ايج با استفاده از نرم‌افزار GMS

قسمت هایی از پروپوزال:

بیان مسأله:

استفاده از مدل‌هاي رياضي از سال ۱۸۰۰ شروع شده‌ و تا به امروز همزمان با پیشرفت علم، اهمیت ویژه موضوع مدل‌سازی آ‌ب‌های زیرزمینی و تولید ماشین‌های حسابگر همچنان ادامه دارد که در ذیل، این روند به اختصار توضیح داده می‌شود:

تحول در فرمول‌هاي هيدروليکي از سال ۱۹۳۵ و با معادله تایس مطرح گرديد. هيدروژئولوژيست­‌ها در زمينه معادله پاسخ ديناميک آبخوان به تنش‌‌های وارده مثل پمپاژ و تغذيه، شروع به تحقيق نمودند. پس از آن ژاکوب  نشان داد که جريان آب زيرزميني با جريان گرما قابل مقايسه است.

در خلال دهه ۱۹۵۰ ميلادي باب بنت و هرب اسكيوتيز در سازمان زمين‌شناسي ايالات متحده[۱] يك سيستم آبخوان كامل را با استفاده از فن‌آوري رايانه‌اي آنالوگ مورد مطالعه قرار دادند. اين دو با استفاده از شبيه‌سازي الكتريكي كه شامل مجموعه‌اي از مقاومت‌‌ها و اسيلسكوپ مي‌شد و بر اساس روش تفاضل محدود عمل مي‌نمود، آبخوان را مدل­‌سازي الكتريكي نمودند (جودوي، ۱۳۸۷).

در اواخر دهه ۱۹۵۰ سازمان زمين شناسي آمريكا يك آزمايشگاه شبيه‌سازي رايانه‌اي را در فونيكس ايالت آريزونا داير نمود. در حدود همين سال­‌ها رياضي­دانان و مهندسين مخازن نفت، تكنيك­‌هاي عددي را براي معادله جريان در صنعت نفت مورد آزمايش قرار دادند و از آن به بعد اين روش نيز به مجموعه مدل‌‌ها پيوست و اين در حالي بود كه هنوز مدل­‌هاي آنالوگ براي حل جریان سیال منفرد، مناسب می­نمود (جودوي، ۱۳۸۷).

با وارد شدن ماشين­‌هاي حسابگر قدرتمند در سال­‌هاي دهة ۶۰ و ۷۰ ميلادي به دنياي علوم پايه خصوصاً آبشناسي، محاسباتي كه قبلاً بسيار وقت گير و غير ممكن بود آسان شد و تحولي مجدد در تاريخ هيدروژئولوژي ايجاد گرديد. پس از آن استفاده از مدل­‌هاي رياضي با راه حل عددي به عنوان يكي از روش­‌هاي مناسب در مطالعه هيدروژئولوژي به كار گرفته شد و دو راه حل عددي تفاضلات محدود[۲] و عناصر محـدود[۳] ، پایه ­گذاری گردید. استفاده از اين روش‌ها در كار‌هاي مهندسي و مخازن نفت در دهة ۷۰ ميلادي توسط پرایس به­ كار گرفته ­شد (افتخاری، ۱۳۸۹).

در سال ۱۹۷۵ با افزایش قدرت کامپیوتر‌های دیجیتال مدل­‌های عددی در سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده جایگزین مدل­‌های آنالوگ شدند (Pricket, 1975).

اولين کسي که روش‌هاي عددي را در مسائل آب زيرزميني به کار برد استالمن بود. او يک روش براي محاسبه توزيع نفوذپذيري آبخوان با استفاده از تغييرات سطح آب زيرزميني ارائه کرد. در اين روش از تفاضلات محدود براي حل معادلات دو بعدي ناپايدار در آبخوان‌هاي غيرهمگن استفاده شد. ياگار از يک مدل دو بعدي تفاضلات محدود جهت تعيين مسير حرکت مواد آلوده کننده در زير نيروگاه هسته‌اي در جنوب غربي نيويورک استفاده کرد که داراي ۴۲۲ عنصر فعال با طول ضلع ۵/۳۰ متر بود. اندرسون مدلي را که در برگيرنده تراوش عمودي ازيک محيط متخلخل غيرهمگن و غيرهمسان با مرزهاي غيرمنظم بود ارائه نمود. معادلات تفاضلات محدود در اين مدل با روش ADI حل مي‌شد. اين مدل کامپيوتري در مقايسه با يک راه حل تحليلي براي آبخوان همگون و همسان مورد تأييد قرار گرفت (Anderson, 1998).

در سال ۱۹۸۰، فاست و مركر، مطالبي را در جهت استفاده معادلات ديفرانسيلي جزء به جزء در حل مسائل آب زيرزميني ومدل‌هاي عددي عنوان نمودند (Faust and Mercer, 1980).

در سال ۱۹۸۸ برنامه MODFLOW که يک مدل سه بعدي تفاضل محدود جريان آب‌هاي زيرزميني بود توسط مک دونالد و هارباگ ارائه شد که امروزه با بسته‌هاي مختلف نرم افزاري تکميل و به صورت يک مدل استاندارد قابل اعتماد و تأييد شده در آمده ‌است (McDonald and Harbaugh, 1988).

مرجیا وکلی از روش عناصر محدود برای شبیه­سازی جریان آب زیرزمینی استفاده کردند و مدل ساخته شده را با روش سعي و خطا کاليبره نمودند (Mergia and Kelly, 1994).

رينولدز و پرولی در سال ۱۹۹۵ از مدل MODFLOW به منظور پيش بيني اثرات برداشت از آبخوان هاین کسل[۴] شمالي استفاده كردند. به علت توسعه عمليات استخراج معادن فسفات در ايالت كاروليناي شمالي برداشت آب از اين آبخوان به شدت رو به افزايش نهاد. برداشت از اين آبخوان در زمان مورد نظر نياز به اجازه‌ از مسئولين وقت داشت. جهت صدور اجازه برداشت از آبخوان بايستي اثرات اين برداشت بر روي آن مورد ارزيابي قرار مي‌گرفت. اين مطالعه نشان داد كه مدل مي‌تواند اثرات برداشت بيشتر آب از آبخواني كه فعلاً درحال تعادل است را پيش بيني نمايد (Reynolds and Spruill, 1995).

ژائو و لنر در سال ۱۹۹۶ جهت پيدا کردن بهترين منطقه بندي پارامترهاي آبخوان ( T,S) در ناتيگهام شاير انگلستان تحقيقي انجام دادند. دراين تحقيق آبخوان به تعدادي منطقه با مقدار پارامتر مشخص تقسيم شده و اين مقادير به مدل داده مي‌شود‌‌. پس از تعيين مقدار پارامتر براي هر منطقه، آناليز حساسيت براي مقادير اين پارامترها انجام شده ‌است و بر مبناي اين اصل است که کمترين تعداد ممکن زون و پارامتر انتخاب شود تا دقت لازم در نتايج حاصل شود. نتايج نشان داد که پارامترهاي يک زون، زماني مي‌تواند به وسيله مقدار افت حاصل در زون ديگر به صورت دقيق تخمين زده شود که داراي حساسيت زيادي باشد. اگر آبخوان به صورتي زون ‌بندي شود که تعدادي از زون‌ها نسبت به تغيير پارامترها حساسيت نشان ندهند مشخص مي‌شود‌‌ که پارامترهاي اين قبيل زون‌ها به دقت برآورد نشده‌اند .(Jiao and Leaner, 1996)

هيل جهت يافتن راه‌ حلي براي مشكل بالا آمدگي سطح آب زيرزميني ناحيه يوما در ايالت آريزونا اقدام به تهيه مدل سه بعدي آبخوان منطقه كرده‌ است. مدل تهيه شده شامل چهار لايه و بيش از ۳۰۰ عنصر است. مساحت كل منطقه ۹۰۰ مايل مربع است، اندازه‌های عناصر از ۴۰ هكتار تا۶۴۰ هكتار متغير مي‌باشد. دراين مدل به بررسي پمپاژ آب توسط چاه‌ها، تغذيه آب كشاورزي، تبخير وتعريق ازطريق كانال‌ها و رودخانه‌هاي كلرادو و گيلا پرداخته‌ است. در پايان اين نتيجه حاصل مي‌شود‌‌ كه در اثر كم كردن تغذيه آب آبياري، پس از چهار سال سطح آب زیرزمینی کاهش می‌یابد (Hill, 1996).

بعد از سال‌هاي ۱۹۹۸، افرادي چون واکلين مدل ترکيبي را ابداع نمودند. اين مدل قادر است جريان اشباع و غير اشباع را به طور همزمان تجزيه و تحليل کند. از آنجا که اين مدل‌ها جهت انجام محاسبات به زمان زيادي نياز دارند، فقط براي مناطق محدود قابل استفاده بودند. پس از آن، مدل‌هاي تلفيقي بيشتر مورد توجه قرار گرفت به نحوي که بتوان جريان در منطقه اشباع و غيراشباع را به طور جداگانه انجام داده و در يک گام نتايج را با هم تلفيق کرد؛ نمونه‌اي از اين مدل‌ها توسط آقاي کشکولي مورد استفاده قرارگرفت.

در سال ۲۰۰۰، ايماک و همكاران، يك مدل سه بعدي براي آبخوان فوقاني و مياني ترينيتي در منطقه هيل كانتري در جنوب تگزاس با هدف شناسايي سيستم هيدروژئولوژي و كمك به تخمين ميزان آب و نوسانات سطح آب نسبت به پمپاژ و پتانسيل خشكسالي در آينده تهيه نمودند. براي اين كار از مدل عددي ۹۶  MODFLOW استفاده شده‌ است. در اين تحقيق واسنجي در حالت ماندگار براي شرايط سال ۱۹۹۵ و واسنجي در حالت غير ماندگار براي شرايط سال‌هاي ۱۹۹۶ و ۱۹۹۷ انجام شده‌ است. همچنين با استفاده از اين مدل، مقادير هدايت هيدروليكي عمودي و ضريب ذخيره براي آبخوان واسنجي شده ‌است. سطح آب در مدل بيشترين حساسيت را به تغذيه، هدايت هيدروليكي افقي لايه‌ي مياني و هدايت هيدروليكي لايه‌ي فوقاني نشان داده ‌است. نتايج مدل نشان داد كه ۲۰% از تغذيه آبخوان به طرف جنوب (آبخوان ادواردز) حركت مي‌كند (Emace et al., 2000).

آینو در سال ۲۰۰۸ از مدل MODFLOW برای به کمیت در آوردن جریان آب زیرزمینی و آنالیز هیدرودینامیک زیرسطحی در آبخیز Akaki استفاده کرد و پس از کالیبراسیون مدل، از آن برای پیش بینی الگوی جریان زیر سطحی، اثر متقابل بین آّب‌های سطحی و زیرزمینی و همچنین تاثیر پمپاژ در سناریوهای مختلف مدیریتی بهره گرفت(Ayenew, 2008) .

مطالعات مدل­سازي در ايران براي اولين بار در سال ۱۳۴۸ توسط سازمان خوار و بار جهاني[۵] صورت ­گرفت. در پي اين اقدام مدل ریاضی دشت ورامین تهیه گردید (ماجدی،۱۳۸۰).

بعد‌ها تا سال ۱۳۶۰ حدود ۲۰۰ آبخوان با مساحتي حدود ۵۵۰۰۰۰۰ كيلومتر مربع در مرحله شناخت و حدود ۸۰ آبخوان با مساحتي در حدود ۲۵۰۰۰۰ كيلومتر مربع در مرحله نيمه تفصيلي مورد بررسی قرار گرفت. در اين مطالعات بيشتر از روش تفاضلات محدود و چند مورد از روش برنامه ‌نويسي پويا استفاده شده است.

احمدي در سال ۱۳۸۰،  از برنامه Visual MODFLOW V 2.6 به منظور شبيه‌سازي جريان آب زيرزميني و شناسايي سيستم هيدرولوژيكي آبخوان، پيش بيني وضعيت آينده آبخوان بر اثر تنش‌هاي وارده و بررسي گزينه‌هاي مختلف مديريتي از قبيل امكان اجراي تغذيه مصنوعي در دشت ايذه، استفاده نمود (احمدی، ۱۳۸۰). علي‌پور (۱۳۸۱) با استفاده از مدل رياضي MODFLOW گزينه‌هاي مديريتي در دشت خاتون آباد را بررسي نمود. وي بر اساس نتايج مدل، بهترين راه حل جهت کنترل نوسانات سطح آب را صرفه جويي بيان نمود (علی‌پور، ۱۳۸۱).

دهقان در سال ۱۳۸۱  با استفاده از Visual MODFLOW V 2.6 در دشت شهر كرد شبيه‌سازي جريان آب زير زميني و اعمال راهكارهاي مديريتي صحيح جهت محفوظ نگه داشتن آبخوان انجام داد و با بررسي روند سطح ايستابي در چندين سال متوالي مناطق مناسب و بحراني از نظر سطح ايستابي را در دشت مذكور مشخص نمود (دهقان، ۱۳۸۱). سروری (۱۳۸۲) شبیه­سازی منابع آب زیرزمینی دشت دوسلق را با توجه به مدل ریاضی VisualModflow انجام داد. پس از واسنجي مدل به روش دستي و به­ دست آوردن مقادير شبيه‌سازي شده نزديك به مقادير مشاهده‌اي، براي بهينه­سازي پارامتر‌هاي هيدروژئولوژيكي دشت، از نرم افزار PMWIN استفاده كرد (سروری، ۱۳۸۲).

شهسواري در سال ۱۳۸۲،  با استفاده از مدل MODFLOW و بهره گيري از دو تكنولوژي GIS و RS توانست جهت حركت آب زير زميني آبخوان دشت عجب شير را در دوره‌هاي كم آبي مشخص نمايد (شهسواری، ۱۳۸۲).کتیبه و همکاران (۱۳۸۳) دشت آب باریک بم را با نرم افزار MODFLOW شبیه سازی نمودند و با مطالعه عملکرد طرح تغذیه مصنوعی دشت نتیجه گرفتند که تغذیه مصنوعی آبخوان به کمک روش پخش سیلاب موجب افزوده شدن سالیانه ۶/۱۲ میلیون متر مکعب به ذخیره آبخوان شده است (کتیبه و همکاران، ۱۳۸۳).

انصاري مهابادي و همکاران در سال ۱۳۸۴ تغييرات سطح آب زيرزميني سفيد دشت به وسيله مدل GMS مدل‌سازي نمودند. در اين تحقيق آبخوان دشت سفيد دشت واقع در حوزه آبريز مخزن چغاخور واقع در استان چهارمحال و بختياري شبيه‌سازي گرديد. ساختار مدل مفهومي آبخوان سفيد دشت شامل محدوده‌ي مدل‌سازي، توزيع اوليه پارامترهاي هيدروژئولوژيكي (هدايت هيدروليكي و آبدهي ويژه)، تخليه چاه‌هاي بهره برداري، قنوات و ميزان آب برگشتي آن‌ها، چاه‌هاي مشاهداتي، چشمه‌ها، ميزان تغذيه از سطح به آبخوان و شرايط مرزي آبخوان است. واسنجي مدل GMS درحالت ماندگار )به وسيله واسنجي پارامترهاي هدايت هيدروليكي و تغذيه و معيار خطاي RMS=1.6) و در شرايط غير ماندگار در ۱۲ دوره ماهانه )به وسيله واسنجي پارامترهاي آبدهي ويژه و تغذيه و معيار خطاي RMS=1.9) براي يك سال آبي انجام شده و سطح ايستابي شبيه‌سازي شده در چاه‌هاي مشاهده‌اي با مقادير اندازه گيري شده در آن‌ها مقايسه شدند. صحت سنجي مدل با استفاده از پارامترهاي واسنجي شده و داده‌هاي چهار سال آبي ۸۰ – ۸۴ انجام گرفت. نتايج نشان داد كه با به كارگيري مدل GMS پاسخ آب زيرزميني در يك منطقه داراي اقليم خشك و سرد به خوبي شبيه‌سازي شده و بررسي روند تغييرات سطح آب زيرزميني در اثر تغيير در شرايط تغذيه بر اساس سناريوهاي مختلف و طرح‌هاي موجود در دوره‌هاي آتي صورت مي‌گيرد (انصاری مهابادی و همکاران، ۱۳۸۴).

ماجدي و سروري (۱۳۸۴) با به کارگيري فرايند شبيه‌سازي به منظور قطعيت بخشيدن به پارامترهاي هيدروديناميک آبخوان با استفاده از مدل رياضي عددي Visual MODFLOW  در آبخوان شرق درياچه بختگان (نيريز) پرداختند (ماجدی و سروری، ۱۳۸۴). صادقي‌راد در سال ۱۳۸۴  با استفاده از مدل MODFLOW توانست استفاده از سيستم قنات را جهت پايين انداختن سطح آب زيرزميني در دشت شيراز بررسي نمايد (صادقی‌راد، ۱۳۸۴). مظفري‌زاده (۱۳۸۵) جريان آب­‌هاي زيرزميني دشت گتوند را با استفاده از تفاضلات محدود  PMWIN شبیه‌سازی کرد (مظفری‌زاده، ۱۳۸۵).

سالاري (۱۳۸۶) اثرات احداث سد دودر را بر روي آبخوان دشت لاديز و مديريت آبخوان مذكور را توسط مدل رياضي Visual MODFLOW بررسي و اقدام به شناسايي بهترين مكان و مناسب‌ترين زمان براي تزريق آب جمع آوري شده پشت سد كرد كه ساخت يك حوضچه تغذيه مصنوعي براي تزريق آب به آبخوان و ماه‌هاي اسفند، فروردين، ارديبهشت و خرداد را گزينه‌هاي برتر تشخيص داد (سالاری، ۱۳۸۶). جودوي در سال ۱۳۸۷ به بررسي امکان به تعادل رساندن آب زيرزميني دشت فيض آباد توسط تهيه مدل رياضي آبخوان دشت پرداخت (جودوی، ۱۳۸۷).

حسن‌پور و همکاران (۱۳۸۸) با استفاده از مدل رياضي Visual MODFLOW خصوصيات هيدروديناميکي آبخوان دشت شبستر را ارزيابي و شبيه‌سازي  نمودند. در اين تحقيق مطالعه کمي و کيفي منابع آب زيرزميني و تهيه مدل رياضي آبخوان با استفاده از نرم افزار Visual MODFLOW به عنوان ابزاري کارآمد جهت ارزيابي هيدروژئولوژيکي و شناخت بهتر آبخوان و در راستاي آن مديريت صحيح منابع آب زيرزميني، مورد تاکيد قرار گرفته‌ است. با استفاده از داده‌هاي ژئوفيزيکي، زمين‌شناسي، هيدرولوژيکي و هيدروديناميکي آبخوان، مدل تفهيمي آبخوان دشت شبستر تهيه و مدل رياضي آن براي يک دوره يک ساله از مهرماه ۷۳ تا مهرماه ۷۴ با ۴ پريود و ۱۲ گام اجرا و واسنجي شده ‌است. صحت سنجي اوليه مدل نشان داد که ترکيب پارامترهاي به کار رفته جهت واسنجي مدل مناسب نبوده و مدل از قطعيت خوبي برخوردار نيست که دليل اصلي آن عدم قطعيت داده‌هاي ورودي به مدل تشخيص داده شد. به همين جهت راهکارهايي از جمله برآورد قابليت انتقال و هدايت هيدروليکي از طريق آزمايش ظرفيت ويژه و نيز انتخاب يک استراتژي اعتباري مناسب، اصلاح شرايط مرزي و تعيين دقيق‌تر منابع تغذيه و تخليه کننده آبخوان در اين تحقيق مورد بررسي قرار گرفت (حسن‌پور و همکاران، ۱۳۸۸).

مهدوي و همکاران (۱۳۸۸) مدل کمي آب‌هاي زيرزميني آبخوان دشت بزمان سردگال را تهيه نمودند. هدف اصلی آن‌ها در این تحقیق محاسبه پارامتر هدایت هیدرولیکی برای زون‌های مختلف و نیز محاسبه بار هیدرولیکی برای کل دشت در شرایط ماندگار بود (مهدوی و همکاران، ۱۳۸۸). بان‌پروري و همکاران (۱۳۸۸) با استفاده از مدل رياضي تفاضلات محدود، اثرات خشکسالي را پيش بيني نمودند. نتايج آن‌ها نشانگر دقت و صحت بالاي پيش بيني مدل بود (بان‌پروری و همکاران، ۱۳۸۸).

تالاري (۱۳۸۸) با استفاده از مدل‌هاي عددي متودولوژي مناسب براي انجام توأم توسعه زيرساخت و چاه‌هاي پايش آلودگي آب زيرزميني هم‌زمان با يافتن موقعيت نشت احتمالي در سايت‌هاي صنعتي و شيميايي نفتي تدوين نمود. وي با استفاده از نرم افزار PMWIN  که براي مدل‌سازي جريان از موتور MODFLOW و براي مدل‌سازي آلودگي از موتور MT3D بهره برداري مي‌کند استفاده نمود (تالاری، ۱۳۸۸).

مظفري‌ و اسپندار (۱۳۸۸) ابعاد سلول مناسب در حل عددي مسائل آب‌هاي زيرزميني به روش تفاضل محدود را مورد بررسي قرار دادند. با انتخاب مناسب ابعاد سلول‌هاي شبكه مدل زمان محاسبات كاهش يافته و نتايج حل عددي به نتاج تحليلي نزديك مي‌شوند. با توجه به اينكه رابطه مشخصي براي تعيين ابعاد شبكه مدل‌سازي يافت نشد، در اين تحقيق سعي گرديد تا با انجام تحليل‌هاي گوناگون، معادله‌اي براي تعيين ابعاد اوليه سلول‌هاي شبكه مدل به دست آيد. در اين تحقيق با انجام تحليل‌هاي مختلفي كه به كمك نرم افزار MODFLOW صورت گرفت معادله‌اي براي تعيين ابعاد مناسب سلول‌هاي شبكه مدل‌سازي به روش تفاضل محدود به دست آمد. با توجه به اين واقعيت كه بيشتر آبخوان‌ها از نوع آزاد بوده، تحليل‌ها براي آبخوان آزاد، هموژن و ايزوتروپ انجام شده ‌است. ابتدا پارامترهاي موثر ابعاد سلول شناسايي شده و سپس با تغيير اين پارامترها در هر مرحله نتايج حل عددي و تحليلي با هم مقايسه شده‌اند. تحليل‌هاي اوليه نشان دادند كه رابطه ميان پارامترهاي موثر بر ابعاد سلول ساده نبوده و بنابراين در به دست آوردن معادله تعيين ابعاد سلول از روابط رياضي استفاده گرديد و سرانجام بدين طريق معادله مورد نظر تعيين شد (مظفری‌ و اسپندار، ۱۳۸۸).

اکبرپور و همکاران (۱۳۸۹) به مطالعه مديريت بهره برداري از آب‌هاي زيرزميني دشت مختاران با استفاده از مدل رياضي تفاضلات محدود در محيط  GMS 6.5 پرداختند (اکبرپور و همکاران، ۱۳۸۹). جباري و همکاران (۱۳۸۹) با استفاده از مدل رياضي پارامتر‌هاي آبخوان آزاد دشت ساري را بهينه‌سازي نمودند. اين محققين پس از انتخاب بسته نرم افزاري مناسب MODFLOW/PM اقدام به تهيه مدل مفهومي و شبيه‌سازي آبخوان نمودند.  نتايج نشان داد كه بيشترين اصلاح بر مقدار هدايت هيدروليكي و كمترين اصلاح در مورد سنگ كف صورت پذيرفت. واسنجي صورت گرفته تا حد زيادي باعث بهبود وضعيت فوق گرديد‌ه است. سپس مي‌توان از مدل شبيه‌سازي شده جريان آب جهت پيش بيني يا بهينه‌سازي منابع آب زيرزميني سيستم آبخوان استفاده نمود (جباری و همکاران، ۱۳۸۹).

پورجنايي و همکاران (۱۳۸۹) با استفاده از مدل MODFLOW به تعيين مناطق هيدروژئولوژيکي و محاسبه بيلان آب زيرزميني دشت سرزه رضوان، استان هرمزگان در شرايط ماندگار پرداختند. بدين منظور مدل ابتدا با يک دوره زماني ۳۰ روزه در شرايط ماندگار جهت تصحيح هدايت هيدروليکي آبخوان و تعيين بيلان هيدروژئولوژيکي مورد استفاده قرار گرفت. سپس با يک دوره زماني ۹۰ روزه در شرايط غيرماندگار جهت تصحيح ضريب ذخيره آبخوان واسنجي گرديد. جهت واسنجي مدل به منظور تخمين هدايت هيدروليکي و ضريب ذخيره آبخوان از کد PEST و همچنين جهت واسنجي مدل به منظور محاسبه بيلان در شرايط ماندگار از روش دستي (سعي و خطا) استفاده گرديد. در حين واسنجي مدل براي تخمين  و براي تخمين ضريب ذخيره آبخوان، هدايت هيدروليکي آبخوان، ضريب همبستگي بين سطح تراز آب محاسباتي و مشاهداتي ۹۵/۰ برآورد گرديده و براي تخمين ضريب ذخيره آبخوان، اين ضريب ۹۸/۰ برآورد گرديده که نشان از کاليبره مدل با دقت بالا مي‌باشد. نتيجه اين مدل‌‌ها، مشخص شدن مناطق هيدروژئولوژيکي آبخوان و نيز تعيين بيلان آبي در شرايط ماندگار جهت کمک به مديريت منابع آب زيرزميني مي‌باشد (پورجنایی و همکاران، ۱۳۸۹).

لطيف و همکاران (۱۳۸۴) مطالعه‌اي را با هدف تعيين ميزان آلودگي به نيترات آب زيرزميني دشت مشهد و مشخص کردن علل و منشأ آلودگي انجام دادند. ايشان به اين منظور از ۴۰ چاه در بخش‌هاي شرب، کشاورزي و صنعتي دشت به مدت ۶ ماه از تير تا آذرماه نمونه برداري کرده و پس از تجزيه شيميايي و ميکروبي با استانداردهاي بين المللي مقايسه نمودند. نتايج نشان دهنده آلودگي نقاط پرجمعيت و کيفيت خوب آب‌هاي بخش کشاورزي و صنعتي بود. همچنين بالا بودن غلظت نيترات در بخش‌هايي از شهر مشهد را نشت فاضلاب خانگي به آب زيرزميني دانستند (لطیف و همکاران، ۱۳۸۴).

شریفی (۱۳۸۵) آبخوان شهر ری را شبیه‌سازی کمی و کیفی کرد. برای این کار ابتدا مدل کمی آبخوان با استفاده از نرم افزار PMWIN تهیه شد. سپس، اطلاعات نيترات چاه‌هاي آب شرب شهر ری، از سال ۱۳۷۵ تا ۱۳۸۲ جمع آوری و به فرمت ورودی نرم افزار MT3D تبدیل شد. نتایج مدل نشان داد که به علت فقدان شبکه فاضلاب در مرکز شهر، غلظت نیترات بالاتر از حد استاندارد است (شریفی، ۱۳۸۵).

کيم و همکاران (۱۹۹۹) براي جلوگيري از آلودگي آب زيرزميني زمين‌هاي اطراف کيمپو در کشور کره جنوبی، سيستم جريان شيرابه و انتقال آلاينده آب زيرزميني را با استفاده از اين مدل عددي مورد تجزيه و تحليل قرار دادند. غلظت آلاينده‌هاي به دست آمده توسط مدل با غلظت اندازه گيري شده در دو نقطه انتخابي مورد مقايسه قرار گرفت. نسبت غلظت  تريتيوم در نقاط انتخابي به غلظت اصلي تريتوم در شيرابه برابر ۱۵/۰ و همین نسبت را MT3D برابر ۱۳/۰  پيش بيني کرد که بيانگر دقت مدل است (Kim et al., 1999).

بوسنگرا و همکاران (۲۰۰۱) برنامه‌اي را ارائه کردند که قابليت مديريت ريسک در آلودگي آب زيرزميني منتج شده از نفوذ شيرابه در لندفيل ماردل پلاتاي آرژانتين را داشت. برنامه شامل پيشگويي، پيشگيري و کاهش آلودگي قبل، در حين و بعد از بروز حادثه است. اين روال به شناسايي نقاط ضعف و ناتواني برنامه در تصميم گيري‌هاي سازنده کمک مي‌کند. همچنين اين اجازه را مي‌دهد تا بتوان از منابع مالي و فني بر اساس طرح کار و به حداقل رساندن نکات غيرمرتبط در تصميمات بهتر استفاده کرد. نتايج پيشگويي با مشاهدات هماهنگي داشت و پيشروي آلودگي را تا ۱۰۰ متر از لندفيل نشان مي‌داد که مي‌توان با استفاده از آن، تصيمات مديريتي جديد را اتخاذ کرد (Bocanegra et al., 2001).

لوتز و سيگل (۲۰۰۶) از مدل سه بعدي  MT3D براي شبيه‌سازي نواحي اشباع اطراف سدهاي مخروبه و مسيرهاي  پر پيچ و خم در طول رودخانه نواحي نيمه خشک استفاده کردند. شبيه‌سازي که توسط مدل MT3D انجام شد نشان داد که تنها ترم همرفت قابل ملاحظه است و بيشتر انتقال به اين صورت انجام مي‌گيرد. آن‌ها نواحي اشباع فعال از نظر هيدروشيميايي بر اساس تعريف جديد معين کردند به طوري که در نواحي زير سطحي نزديک رودخانه حداقل ۱۰% آب سطحي را با فواصل زماني ده روزه دريافت کند. نتايج شبيه‌سازي نشان داد که حرکت آب از لايه سطحي به ناحيه اشباع غالباً به صورت همرفت صورت مي‌گيرد. اين مدل‌سازي مخلوط شدن آب زيرزميني و سطحي را در ناحيه اشباع شبيه‌سازي کرد و تخمين‌هاي عددي را که بيشتر با مشاهدات ميداني قابل مقايسه بودند ارائه کرد (Lautz and Siegel, 2006).

احتشامي و شريفي (۲۰۰۷) با بررسي آلودگي نيترات در منابع آب زيرزميني شهر ري که ۴۰ تا ۵۰ درصد آب شرب شهري را تشکيل مي‌دهد، ميزان نيترات را در بخش‌هاي مرکزي و شرقي اين شهر تا ۶۵ ميلي‌ گرم در ليتر اندازه گيري و  با  به کارگيري مدل MT3D پيشگويي کرد که اين مقدار در بخش‌هاي ياد شده در آينده افزايش خواهد يافت. وي نشان داد که شبکه جمع آوري فاضلاب مي‌تواند غلظت نيترات را تا ۳۰ppm   کاهش دهد (Ehteshami and Sharifi, 2007).

با توجه به آنچه در این فصل مطرح گردید می‌تبه نظر می‌رسد مباحث مربوط به مطالعات آب زیرزمینی سابقه حدود ۲۰۰ ساله دارد. اهمیت آب زیرزمینی با رشد روزافزون جمعیت، صنعت و تکنولوژی در قرن بیستم و در نتیجه نیاز بیش از پیش به آب سالم بهداشتی مشخص و گسترده تر شد؛ تا آنجا که برای مدیریت هرچه بهتر آبخوان، تصمیم به مدل‌سازی آن توسط نرم افزارهای رایانه‌ای گرفته شد که این امر سابقه حدود ۶۰ ساله در جهان و ۴۰ ساله در ایران دارد.

 متأسفانه در سال‌های اخیر برداشت‌های بیش از ظرفیت از منابع آب‌های زیرزمینی و کاهش نزولات جوی باعث ایجاد حالت بحرانی در اکثر دشت‌های کشور ایران شده ‌است. (اکبرپور و همکاران، ۱۳۸۹). همچنین افزایش برداشت از آب زیرزمینی، ورود انواع پساب‌های صنعتی، آب برگشتی کشاورزی آلوده به کودهای فسفاته و نیتراته، نشت از مخازن و خطوط فراورده‌های نفتی و … سبب شده است که کیفیت این منابع رو به نامناسب شدن پیش رود. اگر این روند مدیریت و کنترل نشود خطرات جبران ناپذیری برای سلامت بشر و محیط زیست خواهد داشت.

در این تحقیق دشت ایج فارس که یکی از دشت‌های شهرستان استهبان می‌باشد مورد بررسی قرار گرفته‌ است. متأسفانه در چند سال اخیر به دلیل حفر چاه‌های برداشت آب متعدد و نیز بارندگی کم، تراز آب زیرزمینی در دشت پایین افتاده و بیلان آبی آن منفی شده است (سازمان آب منطقه‌ای فارس، ۱۳۸۸). بنابراین آگاهی از حجم و تراز آب زیرزمینی، روند حرکت و جهت آن و امكان برنامه ريزي و مديريت منابع آب براي بهبود شرايط آبخوان در آينده لزوم پیدا می‌کند که این امر تنها با شبیه‌سازی مناسب دشت بر اساس اطلاعات موجود امکان پذیر خواهد بود. از طرف دیگر به دلیل مسکونی بودن قسمتی از این دشت و تأمین بخشی از آب شرب این منطقه توسط آب چاه اهمیت بررسی کیفی آب چاه‌های پر اهمیت این دشت و نیز روند پخش و انتقال آلودگی احتمالی در نقاط مختلف آن ضرورت می‌یابد.

[۱] USGS

[۲] Finite Diffenece

[۳] Finite Element

[۴] Castles Hayne

[۵] FAO

……………………………

۲- اهمیت و ضرورت تحقیق:

……………………………

۳- پیشینه تحقیق:

……………………………

۴- اهداف تحقیق:

…………………………………….

۵- فرضيه ‏هاي تحقیق:

…………………………………….

۶- مدل تحقیق

…………………………

۷- سوالات تحقیق:

…………………………………….

۸- تعريف واژه‏ها و اصطلاحات فني و تخصصی (به صورت مفهومی و عملیاتی):

…………………………………….

۹- بیان جنبه نوآوری تحقیق:

………………………….

۱۰- روش شناسی تحقیق:

الف: شرح كامل روش تحقیق بر حسب هدف، نوع داده ها و نحوه اجراء (شامل مواد، تجهيزات و استانداردهاي مورد استفاده در قالب مراحل اجرايي تحقيق به تفكيك):

………………………….

ب- متغيرهاي مورد بررسي در قالب یک مدل مفهومی و شرح چگونگی بررسی و اندازه گیری متغیرها:

…………………………………….

ج – شرح کامل روش (ميداني، كتابخانه‏اي) و ابزار (مشاهده و آزمون، پرسشنامه، مصاحبه، فيش‏برداري و غيره) گردآوري داده‏ها :

…………………………………….

د – جامعه آماري، روش نمونه‏گيري و حجم نمونه (در صورت وجود و امکان):

…………………………………….

ر- روش نمونه گیری و حجم نمونه:

…………………………………….

ز- ابزار تحقیق:

…………………………………….

هـ – روش‌ها و ابزار تجزيه و تحليل داده‏ها:

…………………………………….

منابع :

…………………………………….

آسان داک: www.Asandoc.com

دانلود نمونه پروپوزال تکمیل شده، پروژه پر شده، طرح پیشنهادیه آماده