منابع تحقیق درمورد انتقال اطلاعات

دانلود پایان نامه ارشد

گياهي، بدون بعد
ضريب رطوبت از معادله ذيل محاسبه ميشود:
(3-102)
ضريب دما در پوسيدگيلاشبرگ از رابطه ذيل محاسبه ميگردد:
(3-103)
STi(7) : دماي خاک در انتهاي ناحيه تبخير (عمق هفتم) درجهسانتيگراد
دماي خاک با استفاده از روش، آرنولد(1989) محاسبه ميگردد. دماي سطح خاک براي يک دوره طولاني مدت تقريباً برابر با دماي هوا ميباشد. تغيير دما از سطح خاک به سمت پايين به کندي صورت ميگيرد. اختلاف بين حداکثر و حداقل دما خاک در طول سال با افزايش عمق کاهش پيدا ميکند. درصورتيکه تغييرات دماي روزانه در سطح خاک به وضعيت پوششگياهي و پوشش برف بستگي دارد.
کل وزن تودهگياهي در روي سطح زمين از مجموع بخش زندهگياهي و لاشبرگ بدست ميآيد. که از اين فاکتور براي تخمين ميزان پوسيدگي لاشبرگ، تبخير آب خاک و گيرش گياهي استفاده ميشود.
(3-104)
CVi : کل وزن توده گياهي در روز i به کيلوگرم در هکتار.
هنگامي که متوسط درجه حرارت روزانه بيش از 10 درجهسانتيگراد باشد فرض مدل بر اين است که رشد گياه در تمام طول سال ادامه دارد. بدين ترتيب زمستاني وجود نخواهدداشت. زمانيکه رشد گياه به دليل کاهش دما متوقف ميشود، فرض مدل بر اين است که توده زنده گياهي به لاشبرگ تبديل مي شود. با فرض اينکه 20 درصد کل وزن گياه مربوط به ريشه آن ميباشد. وزن توده گياهي روي زمين به شرح معادله (3-105) محاسبه ميگردد.
(3-105)

3-2-25-11- حرکت آب در لايههاي زيرين خاک :
حرکت آب در درون خاک از يک لايه به لايه ديگر از بالا به سمت پائين ادامه مييابد که همراه با ميزان تغيير در رطوبت خاک است. بررسي ميزان تغييرات رطوبت خاک با استفاده از روش رونديابي در وسط هر بازه زماني در هر لايه صورت ميگيرد. اين روش باعث افزايش دقت وکارآمدي بيشتر، شبيه سازي آب ورودي و خروجي در هر لايه (segment) ميشود. ميزان آب زهکشي شده از انتهاي هر لايه در هر بازه زماني تابعي از مقدار ذخيره آّب در کل بازه زماني مورد نظر است . تغييرات ذخيره و ميزان آب زهکشي شده با استفاده از روابط ذيل شبيه سازي ميشود.
(3-106)

(3-107)
(3-108)
SM(j) : ميزان تغييرات رطوبت در عمق j به اينچ.
DRi(j) : مقدار آب وارد شده به عمق j ازلايه بالاتر در زمان i به اينچ.
SMi(j) : ميزان آب ذخيره شده در عمق j در وسط بازه زماني i به اينچ.
ETi(j) : تبخير و تعرق از عمق j، در زمان i، به اينچ.
RCi(j) : جريان برگشتي وارد شده به عمق j در زمان i به اينچ.
SIi(j) : جريان زيرسطحي واردشده به عمق j در زمان i به اينچ.
در مدل HELP پروفيلهاي خاک از بالا به پائين شمارهگذاري ميشوند بنابراين ميزان آب واردشده به پروفيل (1+j) برابر است با ميزان آب زهکشي شده از کف پروفيل (j). اين وضعيت براي کل لايهها ادامه دارد مگر اينکه لايه از نوع غيرقابل نفوذ يا لايهاي باشد که در بالاي يک لايه غيرقابل نفوذ واقع شده باشد. مقدار آب وارد شده به درون اولين پروفيل يا لايه خاک برابر با ميزان نفوذ سطحي است. و ميزان آب ورودي به لايه هاي پائيني برابر با ميزان آب زهکشي شده از لايه بالاتري است. مجموع ميزان آب خارج شده از هر لايه در هرروز برابر با مجموع آّب زهکشي شده در بازه هاي زماني آن روز ميباشد. که وارد پروفيل بعدي ميشود.
کليه اجزاء رابطه (3-107) بجز SMi(j) و (1+j) DRi مشخص ميباشند (براساس معادلات ارائه شده در بخشهاي قبل يا توسط کاربر وارد مدل ميشوند).
جريان زيرقشري در هنگام ورود اطلاعات وارد ميشود (در تحقيق حاضر برابر با صفر در نظر گرفته شده است.) ميزان تبخير و تعرق و نفوذ بر اساس معادلاتي که در بخشهاي قبلي ارائه شده قابل محاسبه مي‏باشند. (ميزان آب ورودي بصورت عمودي با محاسبه آب خروجي لايه بالايي تعيين مي شود). دو مجهول باقي مانده فوق بطور همزمان از طريق حل معادلات پيوستگي و زهکشي در ناحيه غيراشباع بدست میآیند.
تعداد گامهاي زماني در هر روز براي حل معادلات از يک پروفيل تا پروفيل ديگر متفاوت است. بطوريکه حداقل گامهاي زماني براي يک پروفيل 4 گام و حداکثر 48 گام در يک روز ميباشد. تعداد گامهاي زماني از روابط ذيل محاسبه ميشوند.
(3-109)
(3-110)

t: حداکثر مدت گام زماني (به روز)
T(k) : عمق لايه زهکشي k به اينچ .
POR(k) : تخلخل لايه k (حجمي).
FC(k) : ظرفيت مزرعه لايه k (حجمي) .
IR(max): حداکثر ميزان آب وارد شده به لايه به اينچ در روز.
N : تعداد گامهاي زماني در روز.
در مدل HELP چنانچه آب زهکشي شده از يک لايه بالاتر به يک لايه غيرقابل نفوذ پايينتر برخورد کند و امکان زهکشي آن وجود نداشته باشد به لايه بالاتر برگشت ميکند و چنانچه اين روند ادامه يابد به سطح زمين ميرسد. اگر شرايط فراهم باشد به رواناب تبديل ميشود. ودرغير اين صورت درسطح باقي ميماند که ميتواندتبخيرشود. و چنانچه به هر دليلي تبخير نشود، درگام زماني بعدي بعنوان نفوذ دوباره به سمت پائين حرکت ميکند.
3-2-25-12- حرکت عمودي آب
ميزان آبي که از ميان خلل و فرج ذرات خاک در حالت اشباع عبور میکند، براساس قانون دارسي محاسبه مي گردد.
(3-111)
q : دبي در واحد سطح و زمان به اينچ در روز.
K : ضريب هيدروليکي خاک بر حسب اينچ در روز.
i : شيب هيدروليکي بدون بعد.
h : اختلاف ارتفاع.
l : طول به اينچ در مسير حرکت جريان.
در مدل HELP فرض بر اين است که فشار هيدروليکي (h) در يک عمق مشخص از هر لايه درجهت عمودي و جانبي ثابت باشد. اين فرض براي حالتي که رطوبت خاک بالاي ظرفيت مزرعه است قابل قبول است. اما درصورتيکه حرکت عمودي آب در يک لايه محدود شود( مانند خاکهاي نفوذناپذير). مدل فرض ميکند که در زيرلايه غيرقابل نفوذ فشار هيدروليکي بطور يکسان کاهش مييابد. براي چنين حالتي شيب هيدروليکي در يک عمق مشخصي از لايه عمودي يکسان خواهد بود. بنابراين براي لايه عمودي شيب هيدروليکي برابر با 1 مي شود. و ميزان جريان برابر با ضريب هيدروليکي خواهد شد.
(3-112)
(3-113)
براي لايه هايي با نفوذپذيري کم يا مناطق غيرقابل نفود شيب هيدروليکي از رابطه (3-114) محاسبه مي‏شود.
(3-114)
که :
hw : ميزان فشار يا (ارتفاع آب) در بالاي لايه به اينچ
ضريب هيدروليکي در شرايط غيراشباع از معادله کامپبل محاسبه ميشود که قبلاً به شرح آن پرداخته شد.
براساس معادله دارسي و کامپبل ميزان زهکشي از لايه (بخش j) در گام زماني i و ورود آن به لايه (1+j) DRi طبق معادله ذيل حساب مي شود.
(3-115)
که :
Ks(j) : ضريب هيدروليکي در شرايط اشباع بخش j، به اينچ در روز.
DT : مدت گام زماني، به روز.
ساير اجزاء معادله قبلاً معرفي شده اند.
اگر معادله ( 3-115) بررا حسب SMi(j) حل کنيم و سپس مقدار بدست آمده براي SMi(j) را در معادله ( 3-107) قرار دهيم. ميتوان مقدار (1+j) DRi را محاسبه نمود. بدين ترتيب دو جزء نامعلوم معادله حل جريان در ناحيه غيراشباع بدست ميآيد. که معادله آن به شرح ذيل مي باشد.
(3-116)
برنامه HELP، معادله ( 3-116) را براي بدست آوردن (1+j) DRi، با استفاده از (1+j) DRi-1 بصورت سعي و خطا حل مي کند ( با يک مقدار حدسي اوليه برای (1+j) DRiدر سمت راست معادله). بعد از حل معادله، چنانچه مقدار بدست آمده در محدوده 3ِ/0 ± درصد مقدار حدس زده اوليه يا 1ِ/0 درصد حداکثر ظرفيت ذخيره لايه، j بود. مقدار محاسبه شده ، پذيرفته ميشود. درغيراينصورت يک مقدار جديدي براي (1+j) DRi حدس زده ميشود و معادله دوباره حل ميشود و اين عمل تا زمانيکه شرط فوق (واقع شدن در محدوده 3ِ/0± درصد مقدار حدس زده شده) تأمين شود ادامه پيدا ميکند. بعد از بدست آوردن (1+j) DRi برنامه با استفاده از معادله ( 3-107) مقدار SMi(j) را محاسبه ميکند.( بر اينکه مقدار بدست آمده براي (1+j) DRi و SMi(j) در محدوده مقدار واقعي خود محاسبه شوند (0 تا Ks براي (1+j) DRi و WP(j) تا Ul(j) براي SMi(j)) محدوديت هايي در مدل اعمال ميشود.)

3-2-25-13- ميزان زهکشي از لايه هاي خطي خاک( با نفوذ پذيري کم)
ميزان زهکشي از لايه هاي خطي (لايه نازک با نفوذپري و قطر کم) به ميزان ارتفاع آب روي لايه خطي و ميزان آب موجود در اولین لايه غيراشباع بالاي لايههای اشباع بستگي دارد. که به اين ارتفاع آب فشار هيدروليکي گفته ميشود. متوسط فشار هيدروليکي روي لايه خطي به شرح معادله (3-117) میباشد.
(3-117)
که :
hw(k)i : متوسط فشار هيدروليکي روي لايه خطي k در مدت زمان پايه i به اينچ.
TS(j) : ارتفاع لايه j بالاي لايه خطي به اينچ.
M : شماره پائين ترين بخش غيراشباع در لايه k.
N : شماره اولين بخش لايه اشباع در بالاي لايه خطي k.
ميزان آب زهکشي شده از يک لايه خطي با استفاده از قانون دارسي محاسبه ميشود رابطه (3-111). همانطوريکه در معادله رابطه ( 3- 114 ) مشخص شد شيب هيدروليکي در جهت عمودي روي لايه خطي (1+n) برابر است با:
(3-118)
در مدل HELP فرض براين است که لايه خطي بصورت اشباع باقي مي ماند و زهکشي درصورتي اتفاق ميافتد که يک فشار هيدروليکي مثبت روي لايه باشد دراين صورت ميزان زهکشي از لايه خطي به شکل ذيل محاسبه مي شود.

(3-119)

qp(k)i: ميزان زهکشي از لايه k درپايه زماني i به اينچ

3-2-25-14- جريانهاي زير سطحي
منظور از جريان زير سطحي مقدار آبي است که بصورت افقي و دائمي وارد يک لايه در ناحيه ريشه ميشود. اگر جريان زير سطحي بصورت خطي وارد يک لايه شد به عنوان آب ورودي به لايه پايين تر منظور ميشود. ولي اگر به يک سيستم غير خطي وارد شود بعنوان آب ورودي به لايه بالاتر منظور ميشود. در هر صورت بعد از وارد شدن به پروفيل مشخص بعنوان جريان عمودي از طريق معادلات مربوطه در محاسبات منظور خواهد شد. ميزان جريان زير سطحي در مدل HELP توسط کاربر به صورت جحم در سال در واحد سطح وارد ميشود. سپس توسط مدل به گامهاي زماني مورد استفاده تبديل شده و در معادلات منظور خواهد شد. در منطقه مورد مطالعه با توجه به شرايط حاکم بر منطقه (وضعيت توپوگرافي، شيب کم و…) و مشاهدات صحرايي در 48 پروفيل احداثي در عمق 5/1 متري هيچگونه جريان زير سطحي منظور نشده است.
3-2-25-15- دلايل انتخاب مدلHELP دراين تحقيق
مدل HELP تقريبا کليه فرآيندهاي هيدرولوژي را در مقياس زماني روزانه از اول ژانويه تا 31 سپتامبر درناحيه بيولوژيکي خاک شبيه سازي مينمايد (براي اجراي مدل دادههاي روزانه بايد حداقل براي يکسال کامل موجود باشد.). کاربرد اين مدل عموما جهت شبيه سازي فرآيندها در يک دورهي درازمدت ميباشد. بنابراين با توجه به کاربرد وسيع اين مدل در سالهاي اخير به منظور بررسي اثر تغيير اقليم بر ميزان تغذيه آبهاي زيرزميني ازيکطرف(سبيک و آلن، 2007؛ جيرکاما و سيکس، 2007؛ توز، 2007؛ آلن، 2004؛ گوگولو، 2002 و اسکانلن،2002) و از طرف ديگر شبيه سازي کليه فرآيندها در ناحيه ريشه، قابليت انتقال اطلاعات به ساير مدلها نظير Modflow و همچنين شرايط خاص حاکم بر منطقه مورد مطالعه از قبيل شرايط توپوگرافي آبخوان شامل: شيب کم، نبود لايههاي غير قابل نفوذ تا عمق 30 متري (امينيزاده و همکاران، 1391)، پايين بودن سطح ايستابي آبخوان و عدم برگشت آبهاي زيرزميني به سطح زمين که اکثر محدوديتهاي مدل را پوشش ميدهد، مدل مذکور به منظور شبيه سازي اثر تغيير اقليم روي ميزان تغذيه آبخوان کرمان انتخاب شد. شکل(3-23) صفحه اصلي اين مدل را نشان ميهد. همانطور که مشخص است اين مدل شامل سه منو: منوي اصلي، منوي ابزارهاي اجرايي و منوي انجام عمليات روي پروفيلها ميباشد.

پایان نامه
Previous Entries منابع تحقیق درمورد فشار بخار آب Next Entries منابع تحقیق درمورد روش حداقل مربعات