مدل‌سازی عددی طرح تغذیه مصنوعی آبخوان آزاد با استفاده از روش تحلیل هم‌هندسی

در حال حاضر برداشت های بی رویه از منابع آب زیرزمینی، سبب افت تراز آبخوان ها به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک گردیده است. امروزه یکی از راهکارهای بهبود تراز آبخوان ها استفاده از طرح های تغذیه مصنوعی می باشد. این مطالعه با هدف شبیه سازی عددی طرح تغذیه مصنوعی دشت بیرجند از طریق احداث چاه های تزریق با استفاده از مدل عددی تحلیل هم هندسی انجام گردید. در این راستا ابتدا از یک مثال استاندارد با دو حلقه چاه برداشت با دبی 1142.85 و 1428.57 مترمکعب بر روز جهت شبیه سازی تراز سطح ایستابی در مدت 210 روز استفاده گردید. پس از ارزیابی صحت مدل، تراز سطح ایستابی قبل از تزریق براساس شرایط موجود و پس از تزریق با استفاده از 20 حلقه چاه تزریق با دبی ثابت 7638.44 مترمکعب بر روز در 12 گام زمانی ماهانه در آبخوان آزاد دشت بیرجند شبیه سازی شد. مقایسه ی نتایج مدل تحلیل هم‌هندسی و حل تحلیلی در آبخوان استاندارد با معیارهای ارزیابی برآورد شده معادل 0.0096-me=، 0.0111mae= و 0.0146rmse= و نیز در آبخوان آزاد دشت بیرجند با معیارهای ارزیابی 0.033-me=، 0.372mae= و 0.229rmse= بر صحت مدل در شبیه سازی تراز سطح ایستابی قبل از تزریق دلالت دارد. همچنین پس از شبیه سازی طرح احداث چاه های تزریق، با درون‌یابی تراز به‌دست‌آمده در نقاط کنترلی در محل 10 حلقه چاه مشاهده ای موجود در آبخوان، نتایج در پایان دوره ی شبیه سازی افزایش تراز سطح ایستابی را حداکثر به میزان 60.53 سانتی متر در چاه مشاهده‌ای شماره 2 و حداقل به میزان 1.25 سانتی متر در چاه مشاهده ای شماره 9 نشان می دهد.

numerical modeling of unconfined aquifer artificial recharge plan using isogeometric analysis method

currently, uncontrolled extraction of groundwater resources has led to a decline in the water table of aquifers, especially in arid and semi-arid regions. today, one of the ways to improve the water table of aquifers is the use of artificial recharge plans. this study has been done to numerically simulate the artificial recharge plan of birjand plain through the construction of injection wells using the numerical model of isogeometric analysis. in this regard, first a standard example with two wells with discharges of 1142.85 and 1428.57 m3/day was used to simulate the water table for 210 days. after evaluating the accuracy of the model, the water table before injection was simulated based on the existing conditions and after injection using 20 injection wells with a constant flow of 7638.44 m3/day in 12 time steps in the unconfined aquifer of birjand plain. comparison of the results of isogeometric analysis and analytical solution model in standard aquifer with estimated evaluation criteria equal to me=-0.0096, mae=0.0111 and rmse=0.0146 and also in birjand plain unconfined aquifer with evaluation criteria of me=-0.033, mae=0.372 and rmse=0.229 shows the model accuracy in simulating the water table before injection. also, after running the numerical code of the injection wells construction plan, by interpolating the water table obtained at the control points in the location of 10 existing observation wells, the results at the end of the simulation period shows increasing the water table maximum 60.53 cm in observation well number 2 and minimum 1.25 cm in observation well number 9.