بهروز مهدی نژادیانی

مدل های ریاضی یکی از ابزارهای بسیار مفید برای شبیه سازی رفتار کمّی و کیفی آب های زیرزمینی هستند. در این تحقیق، عملکرد معادله ی جابجایی-انتشار (ADE) و معادله ی جابجایی-انتشار مرتبه ی غیرصحیح (FADE) برای شبیه سازی انتقال NaCl از میان محیط های متخلخل همگن و غیرهمگن و تغییرات پارامترهای آنها با فاصله در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شد. مطالعات آزمایشگاهی در سه نوع محیط متخلخل اشباع (خاک ماسه ای همگن، خاک ماسه ای غیرهمگن با چیدمان تصادفی و خاک ماسه ای غیرهمگن با چیدمان طبیعی)، تحت شرایط جریان ماندگار و در سه گرادیان هیدرولیکی 017/0، 025/0 و 034/0 انجام شد. بدین منظور، یک تانک شن با ابعاد داخلی 60×10×250 سانتی متر (ارتفاع× عرض× طول) ساخته شد. پارامترهای انتقال با استفاده از روش مسأله معکوس تخمین زده شدند. نتایج نشان داد که در تمام آزمایش های ردیابی مقادیر سرعت معادله های ADE و FADE و تغییرات مکانی آنها تقریباً شبیه یکدیگر بود. ضرایب انتشار معادله های ADE و FADE وابسته به مقیاس بود، اما شدت افزایش ضریب انتشار معادله ی ADE بیشتر از معادله ی FADE بود. به علاوه نتایج نشان داد که هر چه درجه ی غیرهمگنی بیشتر باشد، وابستگی به مقیاس ضریب انتشار بیشتر است. در تمام آزمایش های ردیابی، مرتبه ی مشتق گیری معادله ی FADE (α) کمتر از 2 بود و با افزایش درجه ی غیرهمگنی اختلاف آن با 2 افزایش یافت. وابستگی به مقیاس ضریب انتشار و مقادیر کمتر از 2 نشان داد که در تمام آزمایش های ردیابی فرآیند انتقال غیرفیکی است. مقایسه ی منحنی های رخنه ی مشاهده شده و پیش بینی شده (BTCs) در یک فاصله ی معین نشان داد که دو معادله ی ADE و FADE عملکرد تقریباً یکسانی دارند. با این حال، معادله ی FADE دنباله های منحنی های رخنه را تا حدی بهتر پیش بینی کرد.