بهینه سازی و برآورد پارامترهای مدل موج کینماتیک- انتشار برای شبیه سازی عددی جریان ترجیحی آب در خاک

نویسندگان

  • سعید برومند نسب استاد دانشکده مهندسی علوم آب، گروه آبیاری و زهکشی دانشگاه شهید چمران اهواز.
  • محمد رضا خالدیان دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان.
  • مصطفی مرادزاده دکترای آبیاری و زهکشی دانشگاه شهید چمران اهواز.
  • هادی معاضد استاد دانشکده مهندسی علوم آب، گروه آبیاری و زهکشی دانشگاه شهید چمران اهواز.
چکیده

     به طور کلی جریان های ترجیحی در خاک در خلل و فرج درشت خاک رخ می­دهند. این جریان ها می توانند حجم زیادی از آب به همراه هر نوع آلاینده را در مدت زمان کوتاهی به منابع آب زیر زمینی منتقل کنند. این مساله خود باعث آلودگی منابع آب و خاک خواهد شد و از نظر زیست محیطی و بهداشتی بر زندگی جانداران تأثیر گذار خواهد بود. در این پژوهش نحوه حرکت آب در خلل و فرج درشت خاک با استفاده از یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه بررسی شد. همچنین این حرکت با استفاده از مدل موج کینماتیک- انتشار[1] که یک معادله دیفرانسیل غیر خطی درجه دو می باشد و بهینه کردن ضرایب آن ارزیابی شد. ابتدا ضرایب مدل با استفاده از روش بهینه سازی تراکم ذرات[2]  به­دست آمدند و سپس مدل با استفاده از داده های آزمایشگاهی مربوط به هیدروگراف حاصل از بارندگی و گذار آب از مسیر های ترجیحی مدل فیزیکی که از انتهای ستون خاک برداشت شده بود، مورد صحت سنجی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل عددی به کار رفته تطابق بسیار خوبی با مشاهدات آزمایشگاهی دارد و این تطابق در شدت های کمتر بارندگی بیشتر است. از آنجایی که در این مدل، سازوکار انتشار لحاظ شده است و اثر انتشار با افزایش شدت های ورودی به تدریج از بین می رود، این اثر در سرعت های پایین تر بهتر می تواند در روند پیش بینی بهتر دخالت نماید. به طور کلی این مدل می تواند راهی باشد تا بتوان مقدار و روند پیشروی جریان­های ترجیحی و آلاینده­های همراه آن را پیش­بینی نمود تا در برنامه­ریزی­های مدیریتی محیط زیستی نسبت به اتخاذ تصمیم­های مناسب اقدام کرد. [1] -Kinematic–dispersive wave [2] -Particle swarm optimization

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دسترسی به متن کامل این مقاله و 10 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

استفاده از روش بهینه‌سازی تراکم ذرات در تعیین ضرایب مدل عددی موج کینماتیک- انتشار برای پیش‌بینی جریان ترجیحی آب در خاک

با توجه به حرکت سریع آب و آلاینده از مسیرهای ترجیحی جریان، در این پژوهش از مدل موج کینماتیک- انتشار به­عنوان یکی از راهکارهای مناسب برای شبیه­سازی این حرکت، استفاده شد. این مدل سه ضریب مجهول دارد که با استفاده از روش بهینه­سازی تراکم ذرات تعیین شدند. آزمایش­ها در قالب چهار بارندگی با شدت­های 97/56، 64/107، 01/133 و 71/161 میلی­متر بر ساعت که بر یک ستون خاک می­بارید انجام گرفت و شدت آب خروجی از ...

متن کامل

مدل سازی عددی انتشار موج تنها بر اساس معادلات بوسینسک

موج تنها یک موج ثقلی دوبعدی و غیرخطی است که برای اولین بار توسط جان اسکات راسل[1] در سال 1894 در طی تحقیقات در یک کانال مشاهده گردید و در ابتدا موج انتقالی[2] نامگذاری شد. مدل سازی انتشار موج تنها در یک کانال طویل با عمق ثابت، یک تست مناسب جهت ارزیابی پایداری و میزان دقت به کارگیری ترم‌های پراکندگی و غیرخطی معادله حاکم و تأمین تعادل دینامیکی می‌باشد. در این مطالعه یک مدل عددی مبتنی بر سیستم مع...

متن کامل

توسعه الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچه‌ها به صورت تلفیقی با مدل شبیه سازی عددی برای مدیریت بهینه آبخوان‌های ساحلی

آبخوان‌های ساحلی یکی از منابع حیاتی موجود در مناطق ساحلی می‌باشند. در این مناطق از سطح جهان که اغلب، مناطقی پرجمعیت، صنعتی و پراهمیت هستند، به دلیل فشارهای وارده، امکان بروز چالش‌های زیست محیطی، وجود دارد. از معمول‌ترینِ آنها، می‌تــوان به رخ دادن پــدیده پیشروی آب شور به دلیل برداشت نادرست و بیش از حدِ آب زیرزمینی ساحلی و کاهش کیفیت آن اشاره نمود که محدودیت‌های زیادی را در نحوه بهره‌برداری از آب...

متن کامل

اصلاح مدل انتقال جرم «نرخ معین» برای شبیه سازی عددی فرایند چگالش تماس مستقیم جت بخار در جریان آب

یکی از مدل‌های انتقال جرم در شبیه‌سازی عددی فرایند چگالش تماس مستقیم در پدیده‌ی تزریق بخار در جریان آب، مدل انتقال جرم نرخ معین است. اما این مدل انتقال جرم برای هر شبیه‌سازی نیازمند یک ضریب تجربی منحصر به فرد است. در این پژوهش، با توجه به نتایج موجود از پژوهش‌های تجربی محققین پیشین، با استفاده از شبیه‌سازی عددی پدیده در نرم‌افزار فلوئنت، تأثیر پارامترهای مختلف جریان آب و جریان بخار، شامل عدد ری...

متن کامل

بررسی حرکت آب از مسیرهای ترجیحی خاک با استفاده از مدل توسعه داده شده کینماتیک، انتشار- وان گنوختن: مطالعه با روش بهینه سازی سراسری

چکیدهسابقه و هدف: امروزه مشکل آلودگی آب و خاک یکی از عوامل تهدیدکننده پایداری تولیدات کشاورزی و حیات انسان و سایر موجودات زنده است. همچنین جریان ترجیحی آب و املاح، یکی از فرآیند های معمولی در خاک های اشباع و غیراشباع می باشد که به طور معمول سبب حرکت سریع آلاینده ها و در نتیجه آلودگی آب های زیرزمینی می شود. از این روی مدل های ریاضی به طور گسترده ای در فیزیک خاک و هیدرولوژی برای پیش بینی حرکت جری...

متن کامل

برای دسترسی به متن کامل این مقاله و 10 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

عنوان ژورنال:

دوره 39  شماره 3

صفحات  73- 84

تاریخ انتشار 2016-10-22

با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.

پست های جدید