محاسبه بیلان آب زیرزمینی به کمک روش عددی MLPG (مطالعه موردی: آبخوان آزاد بیرجند)

Abstract

اطلاع از بیلان آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک می‌تواند کارشناسان و مدیران را در جهت مدیریت بهینه منابع آب زیر‌زمینی کمک شایانی نماید. در این پژوهش با استفاده از روش عددی بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین (MLPG) که از جمله روش‌های بدون شبکه در بحث مکانیک سیالاتی است برای محاسبه بیلان آبی یک آبخوان واقعی استفاده شده است. عدم وابستگی این روش نسبت به شبکه‌بندی میدان حل، خطاهای به وجود آمده ناشی از مش‌بندی‌ها را حذف می‌کند و دقت نتایج را بالا می‌برد. منطقه مورد مطالعه، آبخوان آزاد دشت بیرجند بوده که در استان خراسان جنوبی و شرق ایران قرار گرفته است. پس از مدل‌سازی جریان آب زیرزمینی و واسنجی مدل، در یک دوره یک ساله (91-90) با گام زمانی ماهانه، سطح آب زیرزمینی در انتهای هر ماه محاسبه شد و با نتایج روش عددی تفاضل محدود مقایسه گشت. معیار خطای جذر میانگین مربعات، مطلق میانگین و میانگین محاسبه شدند که این مقادیر برای روش بدون شبکه به ترتیب 757/0، 573/0، 08/0- متر و برای روش تفاضل محدود 197/1، 434/1، 159/0 متر می‌باشند. دقت بالاتر روش بدون شبکه، مطابقت بیشتر نتایج به دست آمده از آن را با شرایط واقعی نشان می‌دهد. در نهایت، با محاسبه عوامل ورودی و خروجی آب به آبخوان، بیلان آب زیرزمینی محاسبه شد به طوریکه حجم آب خروجی و ورودی به ترتیب 91 و 88 میلیون مترمکعب بودند که با محاسبه اختلاف این دو، تغییرات ذخیره در آبخوان 3 میلیون متر مکعب با علامت منفی بدست آمد. علامت منفی، نشان دهنده بزرگتر بودن مقادیر خروجی نسبت به ورودی است که باید مورد توجه کارشناسان آب قرار بگیرد.