استفاده از فیلترذره‌ای برای تخمین دقیق شرایط مرزی بار آبی ثابت در آبخوان آزاد

چکیده مقاله

داشتن اطلاعات دقیق از مقادیر شرایط مرزی در آبخوانها یکی از عوامل موثر در افزایش دقت مدلهای آب زیرزمینی هستند. در این مطالعه به کمک روش فیلترذرهای و مدل عددی بدون شبکه جریان آب زیرزمینی، مقادیر دقیق سطح آب در مرزهای هد ثابت آبخوان بیرجند تعیین شدند. فیلتر ذرهای یکی از روشهای همگونسازی دادهها بوده که در جهت کالیبراسیون آنلاین و بهبود عملکرد مدلهای عددی دینامیکی کمک شایانی میکند. همچنین مدل عددی بدون شبکه، از جمله مدلهایی است دامنه محاسباتی را شبکهبندی نمیکند و معادلات را تنها بر روی گرهها اعمال میکند. این آبخوان به مساحت 269کیلومتر مربع واقع در استان خراسان جنوبی است که 190حلقه چاه بهرهبرداری و 10چاه مشاهدهای دارد، همچنین در مرزهای آن،نه جبهه ورودی و یک جبهه خروجی هد ثابت وجود دارد که این جبههها در مدل بدون شبکه، تعداد 105گره مرزی را شامل میشوند. پس از تعیین حدود بالا و پایینِ سطح آب برای هر یک از این گرهها در الگوریتم فیلتر ذرهای مقادیر دقیق هد در نقاط مرزی تعیین شد و سپس به کمک مدل شبیهساز، سطح آب زیرزمینی بدست آمده با مقادیر مشاهداتی مقایسه شدند. نزدیکی نتایج به مقادیر مشاهداتی، قدرت این روش در جهت تخمین مقادیر دقیق مرزی را نشان داد، به طوریکه، با اتصال این روش کالیبراسیون بهمدل بدون شبکه، خطای جذر میانگین مربعات از 757/0به 386/0متر رسید. این مقدار کاهش در مقدار خطا، ضرورت اضافه شدن این روش، به تمامی مدلهای آب زیرزمینی را نشان میدهد. همچنین نتایج نشان دادند که با افزایش تعداد ذرات، در روش فیلتر ذرهای، دقت نتایج بالاتر میرود، به طوریکه خطای جذر میانگین مربعات با در نظرگرفتن500 ،700و 1000ذره به ترتیب 484/0 ،401/0و 386/0متر میباشند