مدل عددی

اجرای پروژه های عمرانی متعدد مانند طرح های سدسازی، راه سازی و ساختمان سازی باعث تشدید نیاز به مصالح کاربردی شن و ماسه در کشور شده است. در این بین، صرفه اقتصادی، سهل الوصول بودن و کیفیت بالای مصالح رودخانه ای موجب استفاده بیش از حد ظرفیت آورد رسوبی آنها جهت تامین مصالح در پروژه های عمرانی شده است. چنانچه برداشت شن و ماسه تحت اصول فنی مناسب از محل های مناسب و نیز تحت مدیریت صحیح صورت گیرد، نه تنها تبعات منفی آن به حداقل می رسد بلکه عملکرد رودخانه و پایداری آن نیز افزایش می یابد. در این مقاله ابتدا تعدادی سناریو برای برداشت شن و ماسه از بستر رودخانه سرباز طرح ریزی و اثرات آن بر روی سیستم جریان رودخانه با استفاده از مدل یک بعدی شبیه سازی جریان و رسوب ارزیابی و تحلیل شده است. سپس نسبت به ایجاد یک گودال مصنوعی در مسیر رودخانه و اندازه گیری مشخصات هندسی آن در مدت زمانی یک ماه اقدام شده است. هم زمان نیز شبیه سازی عددی پاسخ سیستم رودخانه با استفاده از مدل های یک بعدی و دو بعدی مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج این تحقیق در وهله اول نشان داد که تاثیر الگوی تعمیق در بالادست محل برداشت شن و ماسه بیشتر از تاثیر تعریض رودخانه می باشد. یعنی تعریض 80 متری تنها باعث گودافتادگی 5/108 سانتیمتری بستر می شود و درمقابل تعمیق یک متری آن موجب گودافتادگی 120 سانتیمتری بستر می شود. لذا برداشت مصالح از بستر رودخانه در اعماق زیاد، تغییر تراز بستر رودخانه را شدیدتر خواهد کرد. ثانیاً نتایج شبیه سازی عددی نشان داد که مدل دو بعدی بکار رفته در شرایط یکسان از نظر خصوصیات جریان، مصالح و دانه بندی بستر، توابع انتقال رسوب و دیگر پارامترها، نتایج قابل اعتمادتری را بدست خواهد داد. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان با مدلسازی عددی گودال های برداشت شن و ماسه، با دقت مناسبی پیامدهای آنرا تحلیل و نسبت به انتخاب الگوی مناسب برداشت مصالح اقدام نمود.

مطالعه و تجزیه و تحلیل کمی آب های زیرزمینی به دلیل پیچیدگی فرآیندهای حاکم بر این منابع، دشوار و وقت گیر می باشد. مدل سازی به عنوان روشی کارآمد با کم ترین هزینه، امکان مطالعه پیچیدگی جریان آب زیرزمینی را برای مدیران فراهم می نماید. هدف این تحقیق مقایسه مدل عددی، روش های هوشمند عصبی و زمین آمار در مدل سازی تغییرات سطح آب زیرزمینی می باشد. بدین منظور اطلاعات آبخوان دشت همدان – بهار به عنوان یکی از مهم ترین منابع تامین آب منطقه، مورد مطالعه قرار گرفت. در این پژوهش از کد عددی MODFLOW در نرم افزار GMS، شبکه عصبی مصنوعی و روش عصبی - فازی در نرم افزارNeuroSolution ، روش عصبی – موجک در نرم افزار MATLAB و روش زمین آمار در نرم افزار ArcGIS استفاده گردید. مقایسه نتایج نشان داد که دقت روش های برآورد سطح آب زیرزمینی بر حسب کم ترین آماره مجذور میانگین مربعات خطای نرمال (NRMSE)، به ترتیب به روش عصبی - موجک، عصبی – فازی، زمین آمار، شبکه عصبی مصنوعی و مدل عددی تعلق داشت. به طوری که مقدار آماره NRMSE در روش عصبی - موجک به عنوان روش بهینه، برابر 0/11 درصد و در روش مدل عددی برابر 2/2 درصد بدست آمد. مقدار ضریب همسبتگی روش های فوق به ترتیب 0/998 و 0/904 بود. بنابراین می توان کاربرد روش های عصبی ترکیبی به ویژه نظریه موجک را در برآورد سطح آب زیرزمینی مناسب تر از روش زمین آمار و مدل عددی دانست. ضمن آن که در روش های هوشمند عصبی از متغیرهای زودیافت طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا به عنوان بردار اطلاعات ورودی استفاده شده بود.

توفان گردوغبار یکی از معضلات زیست محیطی است که اثرات مخربی بر روی سلامتی انسان، کیفیت هوا و اقتصاد کشورهای جهان می گذارد. هدف از این تحقیق تحلیل همدید و شناسایی منشأ گردوغبارهای وارد شده به شرق ایران و ردیابی مسیر حرکت آن ها می باشد. ابتدا با استفاده از داده های دید افقی، تصاویر ماهواره ای، شاخص گردوغبار مربوط به ماهواره OMPS و شاخص عمق نوری آئروسل ها (AOD)، توفان های گردوغبار شرق ایران طی دوره آماری 2010 تا 2018 مورد بررسی قرار گرفت. سپس داده های فشار، سمت و سرعت باد و ارتفاع ژئوپتانسیل و جریان های جتی در سطوح مختلف جوی از مرکز اروپایی پیش بینی های هواشناختی (ECMWF) با قدرت تفکیک مکانی 25/0× 25/0 دریافت شد. در نهایت برای مشخص کردن منشأ شکل گیری توفان از مدل HYSPLITE استفاده شد. نتایج نشان داد که 67/46 درصد از توفان های منطقه به صورت محلی و 33/33 درصد به صورت انتقال یافته از محل دیگر می باشند و 20 درصد نیز به صورت همزمان رخ داده است. نتایج حاصل از مطالعات ماهواره ای نشان داد که توفان های انتقال یافته معمولاً در جنوب عراق و مرکز عربستان شکل گرفته و سپس به سمت منطقه مورد مطالعه انتقال یافته است که با نتایج حاصل از مدل مقایسه و صحت سنجی شد. بررسی های همدیدی این نوع توفان ها نیز نشان داد که منشأ سینوپتیکی آن ها، باد شَمال می باشد که در اکثر موارد همگرایی جت استریم جنب حاره و قطبی، شرایط مطلوبی برای رخداد توفان های شدید گردوغبار فراهم آورده است. نتایج توفان های شکل گرفته درخود محل نیز نشان داد که عامل توفان  ناشی از گرادیان شدید فشاری، سیکلون و دخالت جریانات رودباد است.