مدل‌سازي پاسخ جريان آب زيرزميني در آبخوان نشتي ساحلي به نوسانات جزر و مد به روش جداسازي متغيرها و تبديل فوريه

Modelling the Groundwater Flow Response to Tidal Fluctuation in a Coastal Leaky Aquifer by separation of variables and Fourier transformation

دراين مقاله روابط جديدي براي مدل‌سازي تحليلي پاسخ جريان آب زيرزميني در آبخوان نشتي ساحلي به نوسانات جزر و مد به روش جداسازي متغيرها و تبديل فوريه ارائه شده است. نتايج محاسبات حل تحليلي ارائه‌شده در اين تحقيق نشان مي دهد تأثير جزر و مد در فواصل نزديك به ساحل بيشتر است و با دور‌شدن از ساحل، مقدار نوسانات سطح آب زيرزميني كمتر مي شود. با توجه به بررسي انجام‌شده، افزايش مقدار قابليت انتقال سبب افزايش هد هيدروليكي سطح آب زيرزميني مي شود. اين تغييرات مادامي كه قابليت انتقال كمتر از است، محسوس تر است اما با چند‌برابر شدن مقدار قابليت انتقال، ميزان افزايش هد هيدروليكي سطح آب زيرزميني كمتر است. همچنين با افزايش مقدار تغذيۀ هد سطح آب زيرزميني افزايش مييابد. تأثير افزايش مقدار قابليت انتقال و تغذيه بر افزايش هد هيدروليكي در فواصل نزديك به ساحل كمتر و در اواسط مسير در فاصلۀ 30 تا 75 متري از مرز جزر و مدي بيشتر است. علاوه بر اين‌ها، نتايج مدل‌سازي روابط جديد ارائه‌شده در اين تحقيق با نتايج مدل نرم‌افزار مادفلو مقايسه شد. اين مقايسه نشان داد حل تحليلي ارائه‌شده در اين پژوهش بسيار كارآمد است.

In this paper, groundwater response to tidal effects in a Coastal Leaky Aquifer is simulated via analytical solutions. The solutions are obtained by application of separation of variables method and Fourier transform method. It is shown that those points of the aquifer near to the coastal shore are much more influenced by the tidal fluctuations in the boundary than the rest of the aquifer. The amplitude of tidal change is significant at points of the aquifer near to the coastal shore and gets smaller with distance from the boundary. In addition, it is shown that groundwater level increases with rises in transmissivity. This phenomenon is more significant when transmissivity is less than 400 m2/hr . Also, the groundwater head rises with rises in recharge rate. The effect of variations in transmissivity and recharge rate on hydraulic head is more significant at points located between 30 and 75 meters and less significant at points near to the coastal shore. The presented analytical solution is compared and verified with those results obtained from MODFLOW.