| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 354 |
| تعداد مقالات | 3,733 |
| تعداد مشاهده مقاله | 4,939,126 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,310,844 |
بررسی تأثیر دیواره آببند بر کنترل پیشروی آب شور و کاهش آلودگی نیترات در آبخوانهای ساحلی با استفاده از مدل عددی بدون شبکه پترووگالرکین (MLPG) | ||
| آبخوان و قنات | ||
| دوره 6، شماره 2، آذر 1404، صفحه 175-198 اصل مقاله (1.45 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22077/jaaq.2025.10092.1126 | ||
| نویسندگان | ||
| زهرا باعزم1؛ ابوالفضل اکبرپور* 2؛ مصطفی یعقوب زاده3؛ سید سعید اسلامیان4؛ حسین خزیمه نژاد5 | ||
| 1دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. | ||
| 2استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی ، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. | ||
| 3دانشیار، 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 | ||
| نفوذ آب دریا تهدیدی فزاینده برای منابع آب زیرزمینی در مناطق ساحلی است. دیوار آببند بهطور گستردهای برای جلوگیری از پیشروی گوه آب دریا استفاده میشود. استفاده از دیوارههای آببند یک استراتژی مهندسی مؤثر برای مدیریت و کاهش آلودگی نیترات در آبخوانهای ساحلی است. پخش و انتشار آلودگی در منابع آب زیرزمینی سبب غیرقابل استفاده شدن آنها و تشدید بحران خشکسالی در مناطق خشک و نیمهخشک میگردد. ازاینرو حفاظت از منابع آب زیرزمینی از ورود و کاهش میزان آلایندهها مهم و ضروری است. لذا در این مطالعه به بررسی اثر دیواره آببند در کنترل پیشروی آبشور و آلودگی نیترات در آبخوانهای ساحلی با استفاده از روش شبیهسازی بدون شبکه پترووگالرکین (MLPG) پرداختهشده است. در این مطالعه 5 سناریو بدون دیوار، دیواره با ارتفاعهای 15، 30، 45 و 60 جهت ارزیابی اثر دیوار آببند بر روی پیشروی آبشور و کنترل پیشرفت آلودگی نیترات مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داده است که نسبت کاهش آبشور با افزایش ارتفاع دیواره از 15 متر تا 60 متر بهطور پیوسته و قابلتوجهی افزایش مییابد و از 53/9 درصد در ارتفاع 15 متر، به بیش از 26/82 درصد در ارتفاع 60 متر میرسد. میزان کل حذف نمک نیز با افزایش ارتفاع دیواره از 64/30 درصد در ارتفاع 15 متر، به 92/91 درصد در ارتفاع 60 متر افزایش مییابد. لذا با توجه به کارایی دیوار آببند و اثر بسزای آن در این مطالعه میتوان دیوار آببند را بهعنوان یک رویکرد مهندسی کارا و مناسب در کاهش نفوذ آبشور و آلودگیهای آبخوان نام برد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| تابع شکل؛ شبیهسازی؛ کیفیت آب؛ مدیریت بهینه؛ معادلات حاکم بر جریان | ||
| مراجع | ||
|
Abarca, E., Karam, H., Hemond, H.F. & Harvey, C.F. (2013). Transient groundwater dynamics in a coastal aquifer: the effects of tides, the lunar cycle, and the beach profile. Water Resources Research, 49, 2473–2488. https://doi.org/10.1002/wrcr.20075. Abdoulhalik, A., Ahmed, A. & Hamill, G.A. (2017). A new physical barrier system for seawater intrusion control. Journal of Hydrology, 549, 416–427. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.04.005 Badaruddin, S. & Mehdizadeh, S.S. (2021). Assessment of Mechanical Dispersion Effects on Mixing Zone under Extreme Saltwater Intrusion. Journal Groundwater for Sustainable Development, 14(15), 100624. https://doi.org/10.1016/j.gsd.2021.100624. Diersch, H.J. (1988). Finite element modelling of recirculating density-driven saltwater intrusion processes in groundwater. Advances in Water Resources, 11 (1). 25-43, https://doi.org/10.1016/0309-1708(88)90019-X Ebeling, P., Handel, F. & Walther, M. (2019). Potential of mixed hydraulic barriers to remediate seawater intrusion. Science of the Total Environment, 693, 133478. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv .2019.07.284 Guo, Q., Huang, J., Zhou, Z. & Wang, J. (2019). Experiment and Numerical Simulation of Seawater Intrusion under the Influences of Tidal Fluctuation and Groundwater Exploitation in Coastal Multilayered Aquifers. Geofluids, 2019(22), e2316271. https://doi.org/10.1155/2019/2316271 Hughes, JD. & Sanford, WE. (2004). SUTRA-MS: a version of sutra modified to simulate heat and multiple-solute transport. 1207. Open-File Report 1207 Hans, J. & Diersch, G. (2014). Finite element modeling of flow mass and heat transport in porous and fractured media. Springer, https://doi.org/10.1007/978-3-642-38739-5 Ju, X.T., Kou, C.L., Zhang, F.S. & Christie, P., (2006). Nitrogen balance and groundwater nitrate contamination: comparison among three intensive cropping systems on the North China Plain. Environmental Pollution, 143, 117–125. https://doi.org/10.1016/j.envpol. Javadi, A., Hussain, M., Sherif, M. & Farmani, R. (2015). Multi-objective Optimization of Different Management Scenarios to Control Seawater Intrusion in Coastal Aquifers, Water Resources Management, 29:1843–1857, https://doi.org/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]. Kaleris, V.K. & Ziogas, A.I. (2012). The effect of cutoff walls on saltwater intrusion and groundwater extraction in coastal aquifers. Journal of Hydrology . 2013,476, 370–383. https://doi.org/10.1016/ j.jhydrol.2012. 11.007 Kim, K.H., Heiss, J.W., Michael, H.A., Cai, W.J., Laattoe, T., Post, V.E.A. & Ullman, W.J. (2017). Spatial patterns of groundwater biogeochemical reactivity in an intertidal beach aquifer. Journal of Geophysical Research, Biogeosci. 122, 2548–2562. https://doi.org/10.1002/2017JG003943. Liu, W.K., Jun, S. & Zhang, Y.F. (1995). Mesh free methods. CRC PRESS, Boca Raton, London, NewYork, Washington, D.C. Luiz, D.S.G.J., Pinto, V.F. & Mannathal, H.V. (2018). Use of electrical resistivity tomography in selection of sites for underground dams in a semiarid region in southeastern Brazil. Groundwater for Sustainable Development, 2018,7, 232–238. https://doi.org/10.1016/j.gsd.2018.06.001. Luyun, R., Momii, K. & Nakagawa, K. (2011). Effects of recharge wells and flow barriers on seawater intrusion. Ground Water, 49, 239–249. https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.2010.00719.x Lu, C., Xin, P., Kong, J., Li, L. & Luo, J. (2015). Analytical solutions of seawater intrusion in sloping confined and unconfined coastal aquifers. Water Resources Research, 51, 9127–9140. https://doi.org/10.1002/2014WR016259. Mohtashmi, A. (2016). Use of surface without network in groundwater flow modeling in free streams. MSc dissertation, Faculty of Engineering, University of Birjand, Iran [In Persian]. Omajene, A., Egbai, J., Chucks, O. & Emmanuel Ch. (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. https://doi.org/10.11648/j. wros.20241304.11. Onder, H. & Yilmaz, M. (2005). Underground Dams-A tool of sustainable development and management of groundwater resources. Eur.Water,11(12), 35–45, https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.12.012 Provost, A. M. & Voss, CI. (2019). SUTRA-A model for saturated-unsaturated variable-density ground-water flow with solute or energy transport Documentation of Generalized Boundary Conditions, a Modified Implementation of Specified Pressures and Concentrations or Temperatures, and the Lake Capability. Report, 2(4231). https://doi.org/10.3133/tm6A52 Rozell, D.J., Wong, T. (2010). Effects of climate change on groundwater resources at Shelter Island, New York State, USA. Hydrogeol, 18, 1657–1665. https://doi.org/10.1007/s10040-010-0615-z. 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. Werner, A.D. (2017). On the classification of seawater intrusion. Journal of Hydrology, 551, 619–631. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.12.012 Sun, Q.G., Zheng, T.Y., Zheng, X.L., Chang, Q.P. & Walther, M. (2019). Influence of a subsurface cut-off wall on nitrate contamination in an un confined aquifer. Journal of Hydrology. 575, 234–243. https:// doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.05.030 Spiteri, C., Slomp, C.P., Charette, M.A., Tuncay, K. & Meile, C. (2008). Flow and nutrient dynamics in a subterranean estuary (Waquoit Bay, MA, USA): Field data and reactive transport modeling. Geochim. Cosmochim. Acta 72, 3398–3412. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.04.027 Tianyuan, Z., Xilai, Z., Qiguo, S., Lichun W. & Marc, W. (2020). Insights of variable permeability full-section wall for enhanced control of seawater intrusion and nitrate contamination in unconfined aquifers. Journal of Hydrology, 586 (2020) 124831 https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124831. Watson, T.A., Werner, A.D. & Simmons, C.T. (2010). Transience of seawater intrusion inresponse to sea level rise. Water Resources Research, 46, 1–10. https://doi.org/10.1029/ 2010WR009564. Walther, M., Graf, T., Kolditz, O., Liedl, R. & Post, V. (2017). How significant is the slope of the sea-side boundary for modelling seawater intrusion in coastal aquifers?. Journal of Hydrology.551, 648–659. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.02.031. Werner, A.D., Bakker, M., Post, V.E.A., Vandenbohede, A., Lu, C., Ataie-Ashtiani, B., Simmons, C.T. & Barry, D.A. (2013). Seawater intrusion processes, investigation and management: Recent advances and future challenges. Adv. Water Resour. 51, 3–26. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2012.03.004. Yuan, Y.R.., Liang, D. & Rui, H.X. (2009). Numerical simulation and analysis of 3D seepage mechanics in seawater intrusion prevention project. Sci. China,39, 222–236. Ye, Yu., 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,https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2014.11.002
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 145 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 37 |
||