مدل سازی انتقال آلودگی در آب های زیرزمینی بر پایه مدل جریان المان تحلیلی

با توجه به پیچیدگی فرآیند حرکت آب و انتقال آلودگی در محیط متخلخل، شناخت و پیش بینی دقیق این فرآیند دغدغه تمام هیدروژئولوژیست ها و محققین فعال در این زمینه می باشد. یکی از راه های رسیدن به این مهم، استفاده از مدل های عددی وابسته به شبکه جهت حل معادلات حاکم می باشد. در این مطالعه جهت عبور از محدودیت های شبکه بندی، از روش بدون شبکه المان تحلیلی جهت مدل سازی جریان در حالت پایدار و دو بعدی با استفاده از فرضیات دوپویی-فورشهایمر استفاده شده است. این روش با استفاده از توابع تحلیلی دقیق به مدل سازی جریان می پردازد. متأسفانه در حال حاضر امکان مدل سازی فرآیند انتقال آلودگی به کمک این روش وجود ندارد. به همین منظور و برای حفظ استقلال کل روش از شبکه، از روش هم آیی نقطه ای جهت مدل سازی انتقال آلودگی استفاده شد، این روش با استفاده از پخش یک سری نقاط بر روی دامنه مدل و تولید توابع شکل به حل معادلات حاکم می پردازد. مدل جریان توسعه یافته به روش المان تحلیلی به کمک زبان برنامه نویسی شی گرا پایتون پیاده سازی گردید. جهت صحت سنجی مدل جریان از داده های بخشی از آبخوان های شهر مشهد، دشت نیشابور و دشت آستانه-کوچصفهان استفاده شد. دقت نتایج، ضریب همبستگی 94/0، 9/0 و 88/0 را برای مناطق مورد مطالعه به ترتیب مشخص نمود. همچنین جهت واسنجی مدل های جریان از الگوریتم اجتماع ذرات استفاده شد. در نهایت مدل انتقال آلودگی به روش هم آیی نقطه ای بر پایه جواب های مدل جریان المان تحلیلی توسعه یافت. مدل توسعه یافته با استفاده از بارهای آبی محاسبه شده توسط مدل المان تحلیلی و قانون دارسی، سرعت در هر نقطه از دامنه مدل را کرد. سپس میزان غلظت توسط مدل هم آیی نقطه ای و سرعت های به دست آمده محاسبه شد. جهت ارزیابی مدل پیشنهادی، از داده های کیفی دشت آستانه-کوچصفهان استفاده گردید. بعد از آنالیز حساسیت مدل، بهترین نتایج مدل سازی ضریب همبستگی 88/0 را مشخص نمود.