مقالات زمين شناسي كاربردي و محيط زيست

در دنياي امروز كه بحران آب يك مساله اجتناب ناپذير مي باشد توجه به منابع آب و استفاده بهينه از آنها ضروري بوده و اين موضوع چالشهاي جديدي را در فراروي متخصصين و كارشناسان مسايل آب قرار داده است. از جمله منابع مهم آب براي مقاصد مختلف شرب، كشاورزي و صنعتي مي توان از رودخانه ها نام برد كه با عنايت به كنترل آبهاي سطحي و ممانعت از هدر رفت آنها، احداث سدهاي مخزني يكي از شاخص ترين برنامه هاي وزارت نيرو در كشورمان بوده است كه احداث اين سدها به نوبه خود، كاهش دبي رودخانه ها در بازه هاي پايين دست سدها را به دنبال داشته است كه در نتيجه پتانسيل پالايش زيست محيطي رودخانه ها به مقدار چشمگيري كاهش مي يابد. اين مساله (كاهش پتانسيل پالايندگي زيست محيطي رودخانه ها) در نزديكي دهانه رودخانه ها كه در اصل محل اتصال رودخانه به درياست به بحراني ترين حد خود مي رسد چرا كه پيشروي شوري آب دريا در نزديكي دهانه رودخانه ها شرايط زيست محيطي به مراتب حادتري را به وجود مي آورد. بدين ترتيب كاهش جريان آب شيرين ورودي از يك طرف و نفوذ آب دريا از طرف ديگر موجب افزايش شوري آب در رودخانه ها مي شود كه اين شرايط در زمان بروز جزر و مدهاي شديد، حادتر مي شود. از جمله تبعات پيشروي شوري آب دريا در رودخانه ها مي توان به آسيب رسيدن به ذخاير آبزيان آب شيرين، مراتع حاشيه رودخانه ها در محل هاي شور شده و نيز آسيب رسيدن به ذخاير خاك كشاورزي محل نيز اشاره نمود. كنترل هيدروليكي پيشروي آب دريا به منظور كاستن از تبعات منفي عوامل فوق، مستلزم شناخت هرچه بهتر مكانيزم هاي موثر در آن و پيش بيني نحوه تاثير گذاري آنها مي باشد. جهت نيل به اين مهم، تهيه مدلهاي كامپيوتري از جمله ابزارهاي متداول در انجام چنين مطالعاتي مي باشد. به همين دليل در اين تحقيق نيز يك مدل كامپيوتري با استفاده از روش اجزا محدود توسعه داده شده است.
در مدل مورد نظر، برخلاف بسياري از مدل هاي مشابه ديگر، ميدان سرعت جريان به عنوان يك كميت معلوم به مدل وارد نمي شود؛ بلكه خود نيز از مجهولات مساله به شمار مي آيد. به اين ترتيب مدل حاضر از دو بخش تشكيل مي شود كه در بخش اول آن، كميتهاي هيدروليكي جريان، تحت شرايط انتشار موج جزر و مدي محاسبه شده و در بخش دوم، توزيع شوري در نقاط مختلف در طي زمان جزر و مد برآورد مي شود. معادلات حاكمه در قسمت نخست مدلها، معادلات پيوستگي و اندازه حركت مي باشند و در بخش دوم مدلها، معادله حاكم، معادله انتشار است. تكنيك مورد استفاده در فرمول بندي عددي مدل توسعه يافته، روش تيلور گالركين مي باشد كه طبق اين روش معادلات حاكم در بعد مكاني توسط روش باقيمانده هاي وزن دار گالركين و در بعد زماني توسط روش تفاضلات محدود منفصل مي شوند. به منظور بررسي دقت و صحت اين مدل، چندين مثال تحليلي و عددي مورد بررسي قرار گرفته است كه نتايج حاصله بيانگر كارآيي رضايت بخش اين مدل جهت شبيه سازي پديده پيشروي آب دريا در دهانه رودخانه ها مي باشد.