%34تخفیف

بررسی عدم قطعیت در مدلسازی آب زیر زمینی با استفاده از روش عمومی عدم قطعیت تشابهات(مطالعه موردی: دشت بجنورد)

تعداد91صفحه در فایل word

گروه مهندسی آب

 پایان نامه کارشناسی ارشد

بررسی عدم قطعیت در مدلسازی آب زیر زمینی  با استفاده از روش عمومی عدم قطعیت تشابهات(مطالعه موردی: دشت بجنورد)

چکیده

در روند مدل­سازی، وجود عدم قطعیت در پارامترها باعث عدم اطمینان در نتایج حاصل از پیش بینی رفتار سیستم شده و شبیه سازی رفتار آن را مشکل می­سازد. بنابراین، تحلیل عدم قطعیت و شناسایی عوامل آن خصوصیتی جدا نشدنی در فرایند مدل­سازی می­باشد. با توجه به عدم قطعیت زیاد در داده های آب زیرزمینی  موجود در ایران، تحلیل عدم قطعیت مدل­سازی آب­های زیر زمینی ضروری می­باشد.از طرف دیگر مدیریت مطلوب آبخوان بجنورد، واقع در استان خراسان شمالی،  با مساحت 2/65 کیلومتر مربع همراه با افزایش سالانه سطح ایستابی به دلیل توسعه شهر به بیش از 60 درصد از دشت، اهمیت بسزایی یافته است. لذا، این مطالعه به تحلیل و کمی سازی عدم قطعیت موجود در پارامترهای مدل آبخوان بجنورد، پرداخته است. مدل­سازی ماهانه و واسنجی ماندگار و غیرماندگار آبخوان بر اساس مدل مفهومی تولیدشده برای یک دوره ده ساله (1390-1380) و 11 چاه مشاهداتی انجام شد. توابع توزیع پیشین پارامترهای مدل شامل تغذیه و هدایت هیدرولیکی به صورت تابع توزیع یکنواخت انتخاب شد.محدوده اطمینان و توزیع احتمالاتی پسین پارامترهای هیدروژئولوژیکی مدل آب زیرزمینی با استفاده از روش عمومی عدم قطعیت تشابهات (GLUE) که از جمله روش­های پرکاربرد مبتنی بر روش مونت کارلو است، تعیین شد. نتایج نشان داد که پارامترهای  تغذیه و آبدهی ویژه نسبت به سایر پارامترها از قابلیت تشخیص کمتری در فرآیند واسنجی برخوردار بوده و دارای عدم قطعیت بیشتری است. همچنین پارامتر هدایت هیدرولیکی که از حساسیت زیادی برخوردار است، عدم قطعیت آن در فرایند واسنجی به طور موثری کاهش یافته است. در حالت ماندگار، هفتاد و سه درصد و در حالت غیرماندگار شصت درصد مقادیر مشاهداتی سطح ایستابی در بازه اطمینان 95%، در محدوده اطمینان قرار گرفته است. لذا می توان نتیجه گرفت، عدم قطعیت موجود در پارامتر های مدلMODFLOW، با تخمین مناسبی توسط الگوریتم GLUE شناسایی شده و سطح اعتماد نتایج مدل­سازی آبخوان بجنورد برای کاربرد در پروژه های مدیریت منابع آب قابل قبول می­باشد.

  واژه‌هاي کليدي: حل معکوس، دشت بجنورد، مونت کارلو، GLUE ,MODFLOW

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

فصل اول: مقدمه و هدف

1-1- پیشگفتار……………………………………………………………………………………………………………………………………….1

1-2- ضرورت و اهمیت پژوهش……………………………………………………………………………………………………………….3

1-3- اهداف پژوهش……………………………………………………………………………………………………………………………….4

1-4- فرضیه­های پژوهش…………………………………………………………………………………………………………………………..4

1-5- روند تدوین پایان نامه……………………………………………………………………………………………………………………….5

فصل دوم: بررسی منابع

2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….7

2-2- عدم قطعیت و انواع آن…………………………………………………………………………………………………………………….7

2-3- منابع عدم قطعیت در مدل آب زیرزمینی…………………………………………………………………………………………….10

2-4- تحلیل و کمی سازی عدم قطعیت……………………………………………………………………………………………………..12

2-5- روش­های تحلیل عدم قطعیت…………………………………………………………………………………………………………..14

2-5-1- روش­های تحلیلی……………………………………………………………………………………………………………………….15

2-5-2- روش­های تقریبی……………………………………………………………………………………………………………………….16

2-5-3- روش­های شبیه سازی…………………………………………………………………………………………………………………16

2-6- مروری بر مطالعات گذشته……………………………………………………………………………………………………………..16

2-7- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………….21

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………….23

3-2- موقعیت منطقه مورد مطالعه……………………………………………………………………………………………………………..23

3-3- مدل­سازی آبخوان بجنورد………………………………………………………………………………………………………………26

3-3-1- تهیه مدل مفهومی آب زیرزمینی…………………………………………………………………………………………………..26

3-3-2- تهیه مدل ریاضی آب زیرزمینی……………………………………………………………………………………………………30

3-3-3- مدل­سازی در شرایط ماندگار………………………………………………………………………………………………………32

3-3-4- مدل­سازی در شرایط غیرماندگار…………………………………………………………………………………………………..34

3-4- روش عمومی عدم قطعیت تشابهات(GLUE)……………………………………………………………………………………..36

فصل چهارم: نتايج و بحث

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………….41

4-2- پهنه بندی اولیه پارامترهای شبیه سازی ……………………………………………………………………………………………..41

4-2-1- پهنه بندی اولیه پارامترهای شبیه سازی در حالت ماندگار……………………………………………………………………41

4-2-2- پهنه بندی اولیه پارامترهای شبیه سازی در حالت غیرماندگار………………………………………………………………43

4-3 – تحلیل عدم قطعیت پارامترهای هیدروژئولوژیکی……………………………………………………………………………….44

4-3-1- تحلیل عدم قطعیت پارامترها در حالت ماندگار……………………………………………………………………………….45

4-3-2- تحلیل عدم قطعیت پارامترها در حالت غیرماندگار……………………………………………………………………………48

4-4- عدم قطعیت کل در برآورد سطح ایستابی شبیه سازی شده…………………………………………………………………….51

4-4-1- عدم قطعیت در برآورد سطح ایستابی در حالت ماندگار…………………………………………………………………….51

4-4-2- عدم قطعیت در برآورد سطح ایستابی در حالت غیرماندگار………………………………………………………………..54

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری……………………………………. 61

5-2- پیشنهادات…………………………………….. 63

منابع…………………………………………….. 65

پیوست……………………………………………………………………………………………………………………………………………..72

فهرست شکل ها

عنوان

صفحه

شکل2-1. منابع عدم قطعیت ……………………………………………………………………………………………………………………12

شکل 2-2. توزیع خروجی مدل به ازای محدوده­ای از مقادیر ممکن و احتمال گذر از مقدار آستانه مطلوب……………13

شکل 3-1. موقعیت محدوده مورد مطالعه……………………………………………………………………………………………………24

شکل3-2. توزیع مکانی چاه های مشاهداتی در آبخوان بجنورد………………………………………………………………………25

شکل 3-3. موقعیت مکانی چاههای بهره‌برداری،قنوات و چشمه­ها در محدوده آبخوان بر مبنای آمار برداری سال 1389…………28

شکل3-4. هیدروگراف واحد دشت بجنورد طی دوره مدل­سازی (1390-1380)………………………………………………29

شکل3-5. مرزهاي مدل‌سازي و شبکه محاسباتي به همراه شرايط مرزي……………………………………………………………31

شکل 3-6. منحني‌هاي هم‌تراز عمق سطح آب بعد از واسنجي در شرايط ماندگار……………………………………………….33

شکل 3-7. تراز مشاهده­ای و محاسبه­ای آخرین ماه دوره واسنجی (شهریور90)………………………………………………….35

شکل 3-8.  الگوریتم تشخیص عدم قطعیت در مدل­سازی به روش  GLUE……………………………………………………..39

شکل4-1. پهنه بندی پارامترهای تغذیه و هدایت هدرولیکی (به ترتیب از راست) مورد استفاده در الگوریتم تحلیل عدم قطعیتدر حالت ماندگار…………………………………………………………………………………………………………………………42

شکل4-2. پهنه بندی پارامترهای آبدهی ویژه و هدایت هدرولیکی مورد استفاده در الگوریتم تحلیل عدم قطعیت در حالت غیرماندگار………………………………………………………………………………………………………………………………….44

شکل4-3. توزیع پسین پارامتر های دارای عدم قطعیت در مدل شبیه سازی حالت ماندگار………………………………….46

شکل4-4. توزیع پسین پارامتر های دارای عدم قطعیت در مدل شبیه سازیدر حالت غیرماندگار………………………..50

شکل4-5. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده مدلMODFLOW……………………………………………….52

شکل4-6. سطح آب زیرزمینی مشاهداتی در طول دوره مدل­سازی در دو چاه کهنه کن، فشارشکن گاز………………54

شکل 4-7. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده پیزومتر کوی پلیس……………………………………………….55

شکل 4-8. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده پیزومتر منابع طبیعی……………………………………………….55

شکل 4-9. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده پیزومتر تامین اجتماعی…………………………………………….55.

شکل 4-10. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده پیزومتر ناظر آباد………………………………………………….56

شکل 4-11. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده پیزومتر شهربازی…………………………………………………..56

شکل 4-12. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده پیزومتر فشارشکن گاز……………………………………………56

شکل 4-13. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده پیزومتر علی آباد…………………………………………………..57

شکل 4-14. بازه اطمینان 95% سطح ایستابی شبیه سازی شده پیزومتر کهنه کن………………………………………………….57

فهرست جدول ها

عنوان

صفحه

جدول3-1.میزان خطای چاه های مشاهداتی در دوره مدل­سازی پس از واسنجی………………………………………………34

جدول 4-1.  دامنه اولیه تعیین شده پارامترهای شبیه سازی در حالت ماندگار……………………………………………………..43

جدول 4-2  دامنه اولیه تعیین شده پارامترهای شبیه سازی در حالت غیر ماندگار…………………………………………………44

جدول4-3 . مشخصات آماری توابع توزیع پسین بدست آمده پارامتر های دارای عدم قطعیت در حالت ماندگار……..46

جدول 4-4 . مشخصات آماری توابع توزیع پسین بدست آمده پارامترهای دارای عدم قطعیت در حالت غیر ماندگار…51

جدول4-5 . مقادیر معیارهای سنجش عدم قطعیت مدل­سازی در شرایط ماندگار……………………………………………….52

جدول4-6. مقادیر معیارهای سنجش عدم قطعیت مدل­سازی در شرایط غیر ماندگار……………………………………………58

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo