| تعداد نشریات | 127 |
| تعداد شمارهها | 7,119 |
| تعداد مقالات | 76,512 |
| تعداد مشاهده مقاله | 152,912,617 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 115,034,403 |
مدیریت پیشروی آبشور در آبخوانهای ساحلی شیبدار با استفاده از دیواره آببند به روش عددی بدون شبکه محلی پتروو–گالرکین (MLPG) | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| دوره 56، شماره 11، بهمن 1404، صفحه 3197-3215 اصل مقاله (1.73 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2025.402060.670004 | ||
| نویسندگان | ||
| زهرا باعزم1؛ ابوالفضل اکبرپور* 2؛ مصطفی یعقوب زاده3؛ سید سعید اسلامیان4؛ حسین خزیمه نژاد5 | ||
| 11. دانشجوی دکترا علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. | ||
| 2استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. | ||
| 33. دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران | ||
| 4استاد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | ||
| 5دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند،ایران | ||
| چکیده | ||
| مدیریت آبزیرزمینی شیرین ساحلی به دلیل اهمیت این منبع و خطرات عظیم ناشی از تغییرات جهانی و افزایش جمعیت، یک موضوع تحقیقاتی چالشبرانگیز است. افزایش تراز آب دریا و کاهش تراز آب زیرزمینی، گرادیان هیدرولیکی را تغییر داده و موجب گسترش جبهه آب شور در آبخوان ساحلی میشود. همچنین پیکربندی هندسی و مورفولوژی آبخوان ساحلی سفرههای آب ساحلی نقش کنترلی در نفوذ آبشور را ایفا میکنند. در این مطالعه به بررسی مدیریت پیشروی آبشور در آبخوان ساحلی شیبدار با استفاده از دیواره آببند به روش عددی بدون شبکه پترووگالرکین (MLPG) پرداختهشده است. در اینجا سه مدل شیب بستر آبخوان شامل شیب به سمت دریا (شیب ساحلیSS :)، بستر افقی (H) و شیب به سمت خشکی (شیب کنار دریاLS :) برای سناریوهای (بدون دیوار آببند و دیواره به عمقهای 15/0، 3/0، 45/0 و 6/0 متر) مدلسازی شده و نتایج با مطالعات گذشته مقایسه گشته است. نتایج نشان داده است که شکل هندسی آبخوان میتواند بر میزان پیشروی آبشور در آبخوان ساحلی نقش داشته باشد بهطوریکه میزان پیشرفت آب شور در آبخوان ساحلی در حالت شیب به سمت ساحل و شیب به سمت خشکی نسبت به حالت افقی بدون دیواره به ترتیب 5 درصد کاهش و 10 درصد افزایش داشته است. در تمامی مدلها پیشروی آب شور در سناریو دیواره 6/0 متر برابر 5/0 متر بوده و کمترین نفوذ را داشته است لذا میتوان از این سناریو بهعنوان عمق بهینه و کارا در تمامی مدلها نام برد. برای ارزیابی دقت مدل عددی MLPG، نتایج شبیهسازی با دادههای مسئله هنری و مطالعه Abd-Elaty & Polemio (2023) مقایسه و با شاخصهای RMSE، R² و NSE ارزیابی شد. نتایج نشان داد مقدار RMSE در تمام سناریوها کمتر از 06/0 و R² بالاتر از 95/0 است که نشاندهنده انطباق بسیار بالا میان مدل و دادههای مرجع میباشد. کارایی مدل بر اساس شاخص Nash–Sutcliffe نیز در تمام حالتها بیش از 9/0 گزارش شد که تأییدکننده عملکرد دقیق و پایدار مدل در پیشبینی توزیع جبهه آبشور است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آبخوان ساحلی؛ دیواره آببند؛ روش بدون شبکه پترووگالرکین؛ شیبدار؛ نفوذ آب شور | ||
| مراجع | ||
|
Ataie- Ashtiani, B., Hosseinabadi, H. R., & Fatemi, E. (2006). Numerical model of Transport and Contaminant Discharge from Coastal Aquifers into Seaward. Iran- water resources research, 2(1), 1-17. (In Persian). Abd-Elaty, I., Hany, FA., & Nezhad, M. (2019). Numerical analysis of physical barriers systems efficiency in controlling saltwater intrusion in coastal aquifers. Environ Sci Pollut Res, 26(35):35882–35899. https://doi. org/10.1007/s11356-019-06725-3. Abd-Elaty, I., Saleh, OK., Ghanayem, H.M., Grischek, T., & Zelenakova, M. (2021). Assessment of hydrological, geohydraulic and operational conditions at a riverbank filtration site at Embaba, Cairo using flow and transport modeling. Journal of Hydrology: Regional Studies, 37(8), 100900. https://doi.org/10.1016/ j. ejrh.2021.100900 Abd-Elaty, I., & Zelenakova, M. (2022). Saltwater intrusion management in shallow and deep coastal aquifers for high aridity regions. Journal of Hydrology: Regional Studies, 40:101026, DOI:https://doi. org/10.1016/ j.ejrh.2022.101026 Abd-Elaty, Il., & Polemio, M. (2023). Saltwater intrusion management at different coastal aquifers bed slopes considering sea level rise and reduction in fresh groundwater storage, Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 37:2083–2098 Abdoulhalik, A., Ahmed, A. & Hamill, G. (2017) A new physical barrier system for seawater intrusion control. Journal of Hydrology, 549, 416–427. [https://doi.org/10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0001194] Armanuos, A., El-Morshedy, A., & Hassan, H. (2020). Optimization of subsurface wall depth for landfill leachate management. Waste Management, 102, 123–135. [https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.10.041] . Armanuos, A.M., Al-Ansari, N., & Yaseen, Z.M. (2020). Underground barrier wall evaluation for controlling saltwater intrusion in sloping unconfined coastal aquifers. Water. 12, 2403. Allow, KA. (2012). The use of injection wells and a subsurface barrier in the prevention of seawater intrusion: a modelling approach. Arab Journal Geosci. 5(5), 1151–1161. Atluri, S. N. (2004). The meshless method (MLPG) for domain & BIE discretizations. Tech Science Press. [https://engineering.uci.edu/](https://engineering.uci.edu) Bear, J., Cheng, A.H., Sorek, S., Quazar, D., & Herrera, I. (1999). Seawater intrusion in coastal aquifers, concepts, methods and practices. Kluwer Academic publisher, Dordrecht. Diersch, H.J. (1988). Finite element modelling of recirculating density-driven saltwater El Shinawi, A., Kuriqi, A., Zelenakova, M., Vranayova, Z., & Abd-Elaty, I. (2022). Land subsidence and environmental threats in coasta aquifers under sea level rise and over-pumping stress. Journal of Hydrology, 608, 127607. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.12760 Hans, J., & Diersch, G. (2014). Finite element modeling of flow mass and heat transport in porous and fractured media, springer. Hughes, JD., & Sanford, WE. (2004). SUTRA-MS: a version of sutra modified to simulate heat and multiple-solute transport, 1207. Open-File Report 1207. Singh, A. (2012). An overview of the optimization modelling applications. Journal of Hydrology, 5, 466–467. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol Harbaugh, AW., Banta, ER., Hill, MC., & McDonald, MG. (2000). MODFLOW-2000, the U.S. Geological survey modular ground-water model—user guide to modularization concepts and the groundwater flow process: U.S. Geological Survey Open-File Report 00–92, p 121. IPCC. (2021). The IPCC has finalized the first part of the sixth assessment report, climate change 2021: the physical science basis, the working group i contribution to the sixth assessment report. It was finalized on 6 August 2021 during the 14th Session of Working Group I and 54th Session of the IPCC. IPCC. (2014). Climate change 2014: synthesis report. In: Core WritingTeam, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.) Contribution of working groups I, II and III to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. IPCC, Geneva, Switzerland, pp 151. IPCC. (2007). An Assessment of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Adopted section by section at IPCC Plenary XXVII (Valencia, Spain, 12–17 November 2007), represents the formally agreed statement of the IPCC concerning key findings and uncertainties contained in the Working Group contributions to the Fourth Assessment Report. Javadi, A., Hussain, M., Sherif, Mohsen., & Farmani, Raziyeh., (2015). Multi-objective Optimization of Different Management Scenarios to Control Seawater Intrusion in Coastal Aquifers. Water Resour Manage, 29, 1843–1857, DOI 10.1007/s11269-015-0914-1. Karim zadeh, E. Akbarpour. A. Mohtashami, A. (2024). Simulation of sea water infiltration in coastal aquifer using MLPG numerical method. Journal of Aquifer and Qanat, 5(8), 44-19. https://doi.org/10.22077/jaaq.2024.8115.1076.(In Persian). Liu, G. R., & Gu, Y. T. (2005). An introduction to meshfree methods and their programming. Springer. [https://link.springer.com/](https://link.springer.com) Li, L., Barry, D. A., Stagnitty, F. and Parlange, J. Y. (1999). Submarine Ground Water Discharge and Associated Chemical Input to a Coastal Sea. Water Resources Research., 35 (11). 3253-3259. Liu, W.K., Jun, S., & Zhang, Y.F. (1995). Mesh free methods, CRC PRESS, Boca Raton, London, NewYork, Washington, D.C. Moore, W. S. (1996). Large Ground Water Inputs to Coastal Waters Revealed by Ra226 Enrichment, Nature, 380, pp. 612-614. Mazzia, A., and Putti, M. (2002). Mixed-finite element and finite volume discretization for heavy brine simulations in groundwater, Journal of Computational and Applied Mathematics, 147, 1, 191-213. Mohamed, A., Abu-Bakr, H.A.-A., Farag, M.M., Taher, M.H., Mohamed, H.G., & Ahmed, G. (2023). Hydrogeophysical and Hydrochemical Assessment of the Northeastern Coastal Aquifer of Egypt for Desalination Suitability. Water,15, 423. McDonald, RI., Green, P., Balk, D., Fekete, BM., Revenga, C., Todd, M., & Montgomery, M. (2011). Urban growth, climate change, and freshwater availability. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108, 6312–6317. https://doi.org/10.1073/pnas.1011615108. Omajene, A, Egbai J. C., & Okolie E. C., (2024)..Investigation of Saltwater Intrusion into Freshwater Aquifers in Some Estuary Environment in Niger Delta, Journal of Water Resources and Ocean Science, 13(4), 94-104, DOI:10.11648/j.wros.20241304.11. Polemio, M., & Zuffiano, L.E. (2020). Review of utilization management of Groundwater at risk of salinization. Journal of Water Resources Planning and Management, 146(9), 20. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)WR.1943-5452. 0001278. Rastogi, A. K., Choi, G. W., & Ukarande, S. K. (2004). Diffused interface model to prevent ingress of seawater in multi-layer coastal aquifers, Journal of Special Hydrology,.1-31. Roger, L.J., Kazuro, M., Kei, N. (2010). Effects of artificial recharge and flow barrier on seawater intrusion. Journal of Ground Water. https://doi.org/10.1007 /s00477-023-02381-9. Shokri, N., & Homayoun, S. R. (2013). Evaluation of methods for solving the advection diffusion equation using the finite volume method, 12th Iranian Hydraulic Conference, Karaj, https://civilica. com/doc/379534.(In Persian). Sun, Q., Zheng, T., Zheng, X., & Walther, M. (2021). Effectiveness and comparison of physical barriers on seawater intrusion and nitrate accumulation in upstream aquifers. Journal of Contaminant Hydrology, 243, 103913 https://doi.org/10.1016/j. jconhyd.2021.103913. Voss, C.I, & Provost, A.M. (2010). SUTRA-A model for saturated-unsaturated variable-density ground-water flow with solute or energy transport. Report 02–4231. Wada, Y., Flo¨rke, M., Hanasaki, N., Eisner, S., Fischer, G., Tramberend, S., Satoh, Y., Van Vliet M.T.H., Yillia, P., Ringler, C. & et al. (2016). Modeling global water use for the 21st century: the water futures and solutions (WFaS) initiative and its approaches. Geoscientific Model Development, 9:175–222. https://doi.org/10.5194/gmd-9-175-2016. Yang, J., Graf, T., Luo, J. & Lu, C., (2021). Effect of cutoff wall on freshwater storage in small islands considering ocean surge inundation. Journal of Hydrology. 603, 127143. https://doi.org/10.1016/ j.jhydrol.2021.127143. Yu. Ye., Chiogna, G., Cirpka, O., Grathwohl, P., & Rolle, M. (2015). Experimental Investigation of CompoundSpecific Dilution of Solute Plumes in Saturated Porous Media: 2-D vs. 3-D Flow-Through Systems. Journal of Contaminant Hydrology, 172, 33-47. Zheng, C., & Wang, P.P. (1999) MT3DMS, a modular three-dimensional multi species transport model for simulation of advection, dispersion and chemical reactions of contaminants in groundwater systems: documentation and user’s guide. U.S. Army Engineer Research and Development Center Contract Report SERDP-99-1, Vicksburg, MS, pp 202. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 63 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 57 |
||