بررسي آزمايشگاهي تأثير ديوار آب بند بر كاهش نفوذ شوري در آبخوان هاي ساحلي با استفاده از تكنيك پردازش تصوير

Experimental Investigation on the Impact of Cutoff Wall on Seawater Recession in Coastal Aquifers Using Image Processing Technique

شناخت مسئله نفوذ آب شور در آبخوان‌هاي ساحلي، نقش مؤثري بر مديريت منابع آب زيرزميني مناطق ساحلي دارد. در اين تحقيق كاهش نفوذ شوري در يك آبخوان ساحلي در مقياس آزمايشگاهي با در نظر گرفتن ديوار آب‌بند و بدون ديوار آب‌بند، محيط همگن و ناهمگن در حالت ماندگار بررسي شده است. براي اين منظور، با تعريف سناريوهاي مختلف در آزمايشگاه، پارامترهاي مؤثر در مسأله در نظر گرفته شده و جهت تسهيل در تحليل پسرفت شوري، بي‌بعد شدند. داده‌هاي آزمايشگاهي با استفاده از تكنيك پردازش تصوير آناليز گرديد و خطوط همغلظت 5%، 95% و ناحيه انتقالي آبشور مابين اين خطوط (ناحيه پراكندگي هيدروديناميكي آب شور) مشخص گرديد. نتايج نشان داد در محيط ناهمگن ميزان پيشروي گوه آب‌شور افزايش يافته و ميزان تأثيرگذاري اجراي ديوار آب‌بند در محيط همگن بيشتر از محيط ناهمگن مي‌باشد. حداكثر اثرگذاري اجراي ديوار آب‌بند در كاهش درصد پيشروي گوه آب شور در محيط همگن 100% و در محيط ناهمگن 92% به دست آمد. بهترين محل قرارگيري ديوار آب‌بند در اين پژوهش با توجه به ابعاد طولي 1 و ارتفاع 0/6 متري مخزن آزمايش، در 0/8 متري از كف و در فاصله 0/2 متري از مرز آب شور به دست آمد. از نمودارهاي بي‌بعد حاصل مي‌توان در طراحي بهينه ديوار آب‌بند در شرايط واقعي كمك گرفت.

Understanding the problem of seawater intrusion (SWI) in coastal aquifers plays an essential role in managing groundwater resources in these areas. This research examines seawater recession (SWR) in coastal aquifer in a laboratory scale; considering both homogeneous and heterogeneous environments, with and without a cutoff wall, and in a steady-state condition. For this purpose, different scenarios are defined in the laboratory, and all the effective parameters in the problem are considered and dimensionalized to facilitate salinity analysis. The laboratory data were analyzed using image processing technique and isolines with the concentration of 5%, 95%, and transition zone (Seawater hydrodynamic dispersion zone) were determined. The results showed that in a heterogeneous case, the rate of SWI was higher, and the efficiency of cutoff wall performance was higher in the homogenous case than the heterogeneous case. According to the present study results, the maximum effectiveness of cutoff wall in SWR percentage was obtained in 100% homogeneous and 92% for the heterogeneous case. The best location of the cutoff wall in this study with tank dimensions of 1 and 0.6 meters obtained 0.8 m from the tank bed and 0.2 m from the saline boundary. The achieved graphs helped to design the cutoff wall in actual media optimally.