پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,532 |
| تعداد مقالات | 70,503 |
| تعداد مشاهده مقاله | 124,121,258 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,228,045 |
شبیه‌سازی تداخل آب شور و شیرین در ناحیۀ اشباع و غیر اشباع خاک با استفاده از مدل فیزیکی و عددی HYDRUS-2D | ||
| اکوهیدرولوژی | ||
| مقاله 6، دوره 7، شماره 4، دی 1399، صفحه 907-919 اصل مقاله (1.38 M) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ije.2020.306308.1355 | ||
| نویسندگان | ||
| حسین ربانیها1؛ عبدالمجید لیاقت* 2؛ مسعود سلطانی3 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه آبیاری و آبادانی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران | ||
| 2استاد گروه آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران | ||
| 3استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین | ||
| چکیده | ||
| یکی از عوامل تهدیدکننده برای منابع آب شیرین، پیشروی آب شور و نفوذ آن به سفرۀ آب زیرزمینی است. این مسئله در مناطق ساحلی و حاشیۀ کویرها اتفاق میافتد و سبب کاهش کیفیت آب شیرین میشود. تبخیر از سطح خاک و عمق سطح ایستابی از عوامل تأثیرگذار بر پیشروی شوری و توزیع نمک در ناحیۀ اشباع و غیراشباع به حساب میآید. در پژوهش حاضر با ساخت مدل فیزیکی به ابعاد 1×1×4 متر شرایط قرارگیری آبخوان شور و شیرین در چهار گرادیان هیدرولیکی مختلف بررسی شد. هنگام انجام آزمایش از مدل فیزیکی، دادههای رطوبت و شوری برداشت شد و سپس، توزیع شوری در مدل فیزیکی با استفاده از نرمافزار HYDRUS-2D به صورت عددی شبیه‌سازی شد. نتایج نشان داد مدل HYDRUS-2D به‌خوبی توزیع رطوبت و شوری را شبیه‌سازی میکند. بیشترین مقدار ریشۀ میانگین مربعات خطای نرمال‌شده (NRMSE) برای شبیه‌سازی رطوبت و شوری به‌ترتیب 28/9 و 69/21 درصد بود. نتایج نشان داد الگوی پیشروی و پسروی شوری متفاوت است. در شرایطی که سطح آب شیرین بالاتر است، در ناحیۀ اشباع مانع از پیشروی آب شور شده و در ناحیۀ غیر اشباع تأثیر زیادی بر کنترل شوری نداشته است که دلیل آن تبخیر از سطح خاک است. در ناحیۀ اشباع، در شرایطی که سطح آب شور و شیرین برابر بود، سه واحد افزایش شوری در ناحیۀ شور دیده شد و در شرایطی که سطح آب شور بالاتر بود، 5/6 واحد افزایش شوری در وسط دو مخزن آب شور و شیرین مشاهده شد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آب زیرزمینی؛ جبهۀ شوری؛ گرادیان هیدرولیکی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Simulation of Saline and Fresh Water Interference in Saturated and Unsaturated Zones Using Physical and Hydrus-2D Model | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hossein Rabbaniha1؛ Abdolmajid Liaghat2؛ Masoud Soltani3 | ||
| 1MSc Student in Department of Irrigation & Reclamation Engineering, Campus of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran | ||
| 2Professor in Department of Irrigation & Reclamation Engineering, Campus of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran | ||
| 3Assistant Professor Water Sciences and Engineering Department Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| One of the threatening factors to fresh water resources is the advancement of saline water and intrusion into the groundwater aquifer. This problem occurs in coastal zones and desert margins which causes reduction in the quality of fresh water. Evaporation from the soil surface and the water table depth are factors affecting the salinity and salt distribution in the saturated and unsaturated zones. In this study, by constructing a physical model with dimensions of 4×1×1 m, the proposed situation of saline and fresh aquifer levels was studied in four different hydraulic gradients. During the experiment, moisture and salinity data were collected from the physical model and then the salinity distribution in the physical model was numerically simulated using Hydrus-2D software. The results showed that Hydrus-2D model simulates moisture and salinity distribution well. The Maximum Normalized Root Mean Square Error (NRMSE) for simulation of moisture and salinity were 9.28 and 21.69 percent. The results showed that the pattern of salinity progression and regression were different. In conditions where the fresh water level is higher, it prevents the advance of saline water in saturated zone, and in unsaturated zone it does not have a significant effect on controlling salinity due to evaporation from the soil surface. In the saturated zone, when the saline and fresh water levels were equal, three units’ salinity increase in saline zone and when the saline water level was higher, 6.5 units salinity increase was observed in the middle of the two saline and fresh water reservoirs. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Groundwater, Salinity Front, Hydraulic gradient | ||
| مراجع | ||
|
[1]. Azari A, Liaghat Z, Darbandi S. Drainage; Quantity and Quality of Return Flow. 1nd ed. Tehran. Iranian National Committee on Irrigation and Drainage; 2002. [Persian] [2]. Banayi M H. Resources and Capacity of Iranian soils Map. Soil and water Research Institute. Iran. 2002; 6(p). [Persian] [3]. Momeni A. Geographical distribution and salinity levels of Iranian soil resources. Journal of Soil Research. 2011; 24(3):203-215.[Persian] [4]. Barlow PM, Reichard EG. Saltwater intrusion in coastal regions of North America. Hydrogeology Journal. 2010 Feb 1;18(1):247-260. [5]. Goswami RR, Clement TP. Laboratory‐scale investigation of saltwater intrusion dynamics. Water Resources Research. 2007 Apr;43(4):335-348. [6]. Sriapai T, Walsri C, Phueakphum D, Fuenkajorn K. Physical model simulations of seawater intrusion in unconfined aquifer. Songklanakarin Journal of Science & Technology. 2012 Nov 1;34(6):679-687. [7]. Ahmadi H, Hemmati M, Motallebian M. Assessment of accuracy of CTRAN/W and SEAWAT models for prediction of saltwater wedge under intruding and receding conditions. Journal of Water and Soil. 2018;32(1):13-27. [Persian] [8]. Aflatooni M, Eskandari L, Dehghanisanij H. Calibration and Sensitivity Analysis of Hydraulic Behavior in Qazvin Plain Aquifer. Iranian Journal of Soil and Water Research. 2015;45(3):283-291. [Persian] [9]. Johannsen K, Kinzelbach W, Oswald S, Wittum G. The saltpool benchmark problem–numerical simulation of saltwater upconing in a porous medium. Advances in Water Resources. 2002 Mar 1;25(3):335-48. [10]. Maghooli G. Saltware intrusion assessment along swamp casts (Case study: Central salt marsh of Qazvin). Irrigation and Reclamation Engineering Department. University of Tehran; 2016 sep. [Persian] [11]. KardanMoghadam H, Banihabib M. Investigation of Interference of Salt water in Desert Aquifers (Case study: South Khorasan, Sarayan Aquifer). 2017; 31(3):673-688. [Persian]
[12]. Noorabadi S, Sadraddini AA, Nazemi AH, Delirhasannia R. Laboratory and numerical investigation of saltwater intrusion into aquifers. Journal of Materials and Environmental Sciences. 2017;8(12):4273-83.
[ 13]. Mehdizadeh SS, Ketabchi H, Ghoroqi M, Hasanzadeh AK. Experimental and numerical assessment of saltwater recession in coastal aquifers by constructing check dams. Journal of Contaminant Hydrology. 2020 Mar 12:103637.
[14]. Memari SS, Bedekar VS, Clement TP. Laboratory and Numerical Investigation of Saltwater Intrusion Processes in a Circular Island Aquifer. Water Resources Research. 2020 Feb;56(2):e2019WR025325.
[15]. Šimůnek J, Van Genuchten MT, Šejna M. The HYDRUS software package for simulating the two-and three-dimensional movement of water, heat, and multiple solutes in variably-saturated porous media. Technical manual. 2012 Sep.
[16]. Ranjbar A, Rahimikhoob A, Ebrahimian H, Varavipour M. Simultaneous Simulation of Water, Nitrate and Ammonium Transport in Soil Using HYDRUS-2D Model in Furrow Irrigated Maize. 2017; 31.2(2):25-276. [Persian]
[17]. Mekala C, Nambi IM. Experimental and simulation studies on nitrogen dynamics in unsaturated and saturated soil using HYDRUS-2D. Procedia Technology. 2016 Jan 1;25:122-9.
[18]. Soltani M, Rahimikhoob A, Sotoodehnia A, Akram M. Evaluation of HYDRUS_2D Software in Simulating Dry Drainage. 2018; 31.4(4):595-607. [Persian]
[19]. Van Genuchten MT. A closed‐form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil science society of America journal. 1980 Sep;44(5):892-8.
[20]. Mualem Y. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water resources research. 1976 Jun;12(3):513-22.
[21]. Ghorbani B. A mathematical model to predict surface runoff under sprinkler irrigation conditions. Doctoral dissertation. Cranfield University. Silsoe College; 1997.
[22]. Fan AW, Liu W, Xu GL. Numerical investigation on the temperature effect on the transport of soil solute. Heat Transfer Asian Research: Co‐sponsored by the Society of Chemical Engineers of Japan and the Heat Transfer Division of ASME. 2006 Dec;35(8):539-52.
[23]. Jamieson PD, Porter JR, Wilson DR. A test of the computer simulation model ARCWHEAT1 on wheat crops grown in New Zealand. Field crops research. 1991 Nov 1;27(4):337-50.
[24]. Mohammadi M, Ghahraman B, Davary K, Liaghat AM, Bannayan M. Pan coefficient (K p) estimation under uncertainty on fetch. Meteorology and Atmospheric Physics. 2012 Jul 1;117(1-2):73-83.
[25]. Ghamarnia H, Soltani N. Evaluating the Efficiency of Empirical Estimation of Reference Evapotranspiration (Pan Based Method) in Different Climate Conditions of Iran. 1397 Jan 1; 14(4): 170-183. [Persian]
[26]. Abbasi F. Advanced Soil Physics. 3nd ed. Tehran: University of Tehran Press (UTP); 2015. [Persian] | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 739 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 416 |
||