نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• صالح مهدی زاده ¹
• رسول میرعباسی نجف آبادی ¹
• علی رئیسی ¹
• مروان فحص ²

¹ گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

² گروه هیدرولوژی و ژئوشیمی، دانشگاه استراسبورگ، استراسبورگ، فرانسه

چکیده

در این پژوهش، یک راه‌حل نیمه‌تحلیلی برای مسأله هنری در آبخوان‌های ساحلی شیب‌دار ارائه شد. با استفاده از روش فوریه–گالرکین، معادلات حاکم بر جریان چگالی‌متغیر و انتقال جرم در حالت جریان ماندگار برای یک هندسه شیب‌دار، حل شده و ضرایب سری‌های فوریه از طریق روش نیوتن همراه با محاسبه تحلیلی ژاکوبین تعیین گردید. هدف اصلی این مطالعه، صحت‌سنجی راه حل نیمه‌تحلیلی ارائه شده در هندسه‌های غیر افقی و بررسی تاثیر شیب بستر بر پیش‌روی گوه آب شور به سمت آبخوان است . مقایسه بین راه‌حل نیمه‌تحلیلی و نتایج حل عددی مدل کامسول حاکی از همپوشانی بالا میان خطوط هم‌غلظت 25، 50 و 75 درصد است که صحت و پایداری روش ارائه‌شده را تأیید می-نماید. نتایج برای شیب‌های بین 30- تا 30+ درجه نشان داد که شیب رو به خشکی موجب افزایش طول نفوذ آب شور شده، در حالی که شیب رو به دریا سبب فشرده‌شدن گوه و کاهش پیشروی می‌گردد. راه‌حل نیمه‌تحلیلی توسعه‌یافته در این تحقیق می‌تواند به‌عنوان یک معیار معتبر برای ارزیابی عملکرد مدل‌های عددی مورد استفاده قرار گیرد و به عنوان ابزاری قدرتمند برای تحلیل سناریوهای مدیریتی و ارزیابی اثرات تغییر اقلیم در آبخوان‌های ساحلی شیب‌دار به کار رود.

کلیدواژه‌ها

• آبخوان‌های ساحلی شیبدار
• مسأله هنری
• حل نیمه‌تحلیلی
• نفوذ آب شور
• مدل کامسول

موضوعات

• آبخوان وقنات

عنوان مقاله [English]

Developing a Semi-Analytical Solution to the Henry Problem and Investigation of the Effect of Slope on Seawater Intrusion into Confined Coastal Aquifers

نویسندگان [English]

• saleh mehdizadeh ¹
• Rasoul Mir abbasi najaf abadi ¹
• ali Raeisi ¹
• Marwan Fahs ²

¹ Department of Water Engineering, Shahrekord University

² Laboratoire d’Hydrologie et Geochemie de Strasbourg, University of Strasbourg,Strasbourg, France

چکیده [English]

In this study, a semi-analytical solution to the Henry problem in sloping coastal aquifers is developed. Using the Fourier–Galerkin method, the governing equations of variable-density flow and mass transport under steady-state conditions for a sloping geometry are solved, and the Fourier series coefficients are determined using Newton’s method along with analytical calculation of the Jacobian. The main objective of this study is to verify the validity of the proposed semi-analytical solution in non-horizontal geometries and to investigate the effect of bed slope on the advancement of the saltwater wedge into the aquifer. Comparison between the semi-analytical solution and the numerical results obtained from the COMSOL model indicates a high degree of overlap among the 25%, 50%, and 75% isochlor lines, confirming the accuracy and stability of the proposed method. Results for slopes ranging from −30° to +30° show that a landward slope increases the length of saltwater intrusion, whereas a seaward slope compresses the wedge and reduces its advance. The semi-analytical solution developed in this study can be used as a reliable benchmark for evaluating the performance of numerical models and as a powerful tool for analyzing management scenarios and assessing the impacts of climate change in inclined coastal aquifers.

کلیدواژه‌ها [English]

• Inclined coastal aquifers
• Henry Problem
• Semi-Analytical solution
• Saltwater intrusion
• COMSOL model