Προσομοίωση υπόγειου παράκτιου υδροφορέα με τη χρήση δύο μοντέλων προσομοίωσης

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη ενός πειραματικού παράκτιου υδροφορέα μέσω της προσομοίωσης του με δύο διαφορετικά μοντέλα προσομοίωσης. Συγκεκριμένα η πρώτη προσομοίωση του υδροφορέα βασίζεται στο μοντέλο SWI (SeaWaterIntrusion) ενώ η δεύτερη προσομοίωση βασίζεται στο μοντέλο απότομης διεπιφάνειας(sharpinterface). Και για τα δύο μοντέλα προσομοίωσης παρουσιάζονται οι μαθηματικές εξισώσεις που επιλύονται κατά τη διάρκεια της εφαρμογής τους και περιγράφονται οι παραδοχές και οι προσεγγίσεις που ισχύουν και χρησιμοποιούνται σε κάθε μοντέλο. Επίσης επεξηγούνται και αναλύονται οι όροι και οι παράμετροι οι οποίοι παίζουν ρόλο στη λειτουργία του κάθε μοντέλου. Σε κάθε περίπτωση προσομοίωσης εξετάζονται διάφορα σενάρια άντλησης με σκοπό να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα σε ότι έχει να κάνει με τη συμπεριφορά του υδροφορέα στις συνθήκες και των δύο προσομοιώσεων. Τα σενάρια άντλησης εφαρμόστηκαν με σκοπό την εξαγωγή αποτελεσμάτων από το κάθε μοντέλο και τη σύγκριση μεταξύ αυτών των αποτελεσμάτων. Τα αρχεία εισόδου του SWI προετοιμάζονται με το λογισμικό PMWIN ενώ ο υπολογισμός του υδραυλικού φορτίου και η σχεδίαση της θέσης και της μορφής της διεπαφής έγινε μέσω της γλώσσας τεχνικού προγραμματισμού Matlab. Η σχεδίαση και η εφαρμογή του Μοντέλου απότομης διεπιφάνειας έγινε στο PMWIN όπου υπολογίστηκαν η τιμές του δυναμικού φ , ενώ ο υπολογισμός του πιεζομετρικού φορτίου και της μορφής της διεπιφάνειας έγιναν μέσω της γλώσσας Matlab.

The objective of this research is the study of an experimental coastal aquifer through simulation with two different simulation models. Specifically the first simulation of the aquifer was based on with the model SWI (Sea Water Intrusion) while the second simulation was based on a sharp interface model. For both simulation models mathematical equations were presented which are solved numerically. The assumptions and methodologies where described for each model. Also the terms and parameters specific to the details of each model were discussed and analyzed. In each simulation case we tested, various scenarios of pumping in order to draw useful conclusions about the behavior of the aquifer in pumping conditions of both simulations. Various pumping scenarios were applied in order to extract results from each model and compared the results. The input data of the SWI model were prepared using PMWIN software, while the calculation of hydraulic head and the design of the position and the shape of the interface was based on MATLAB. The design and the application of the sharp interface model was based on PMWIN. The values of the potential φ, were based on MODFLOW while the calculation of hydraulic head and the form of the interface was done with MATLAB.