در مدل سازی آب زیرزمینی شناخت روابط موجود در جریان آب در محیط های متخلخل و تشریح آن توسط علوم ریاضی به کمک مدل های ریاضی یکی از مباحث فعال در مهندسی آب است. در بین روش ها و مدل های موجود در محیط های متخلل، تهیه مدل ریاضی قوی ترین روش با کمترین هزینه است. در این روش پس از شناخت و تجزیه و تحلیل یک سیستم سفره آب زیرزمینی، یک مدل از آن ساخته و اجرا می شود.
اجرای مدل رفتار سیستم را عینا تکرار کرده و آن را در دیدگاه تحلیلگر قرار می دهد. در مسائل تداخل آب شور و شیرین یکی از مهمترین بخش ها انتخاب مدل است. در این مدل ها فرضیات مختلف، روش های حل مختلف و ویژگی های مختلفی وجود دارند. در این نوشته به این فرضیات و ویژگی ها در مدل های مختلف پرداخته شده است.
تئوری جریان وابسته به چگالی آب زیرزمینی معمولا با عبارات فشار سیال و چگالی سیال تعریف و ارائه می شود. در این نوع مسائل و ارزیابی ها بایستی فرضیات زیر پذیرفته شوند.
- قانون دارسی اعتبار دارد یا جریان آرام است
- شرایط هم دما در محیط حاکم است
- محیط کاملا اشباع از آب در نظر گرفته می شود
- یک فاز مایع مستقل کاملا محدود با تراکم پذیری بسیار کوچک در نظر گرفته می شود
با پیشرفت علم و کامپیوتر و اهمیت نفوذ آب شور در آبخوان های ساحلی، برنامه های متعددی در چند سال اخیر ارائه گشته است، در جدول زیر به چند مدل اشاره شده است که از جمله متداول ترین برنامه های موجود در رابطه با تهیه مدل تداخل آب شور و شیرین است. انتخاب مدل تداخل آب شور و شیرین بایستی بر اساس معیار های زیر باشد.
- دقت در شبیه سازی مسائل جریان و انتقال املاح
- دامنه کاربرد و کارایی
- رابطه کاربری مناسب و آسان
SD | DIM | HT | CV | S/U | AD | مدل |
FE | 2/3 | * | * | S/U | * | FEFLOW |
FE | 2/3 | – | – | S | * | SALTFLOW |
FD | 2/3 | – | – | S | * | SEAWAT |
FE |
2/3 |
* |
* |
S/U |
* | SUTRA |
AD: ADVECTION-DISPERSION MODEL
CV: CONSISTENT VELOCITY APPROXIMATION
DIM: DIMENSIONS
FE: FINITE ELEMENT
FD: FINITE DIFFERENCE
HT: HEAT TRANSPORT
S/U: SATURATED-UNSATURATED
به طور کلی فلوچارت مدل های تداخل آب شور و شیرین به صورت زیر است.