Modeling Groundwater Flow and Contaminant Transport

در بسیاری از نقاط جهان، منابع آب زیرزمینی به دلیل افزایش تقاضا، استفاده بیهوده و آلودگی در معرض تهدید فزاینده ای قرار دارند. برای رویارویی با چالش، برنامه ریزی و شیوه های مدیریتی خوب مورد نیاز است. کلید مدیریت آب های زیرزمینی، توانایی مدل سازی حرکت سیالات و آلاینده ها در زیر سطح است. هدف این کتاب ساخت مدل‌های مفهومی و ریاضی است که بتواند اطلاعات مورد نیاز برای تصمیم‌گیری مرتبط با مدیریت منابع آب زیرزمینی و اصلاح سفره‌های زیرزمینی آلوده را فراهم کند.

رویکرد اصلی این کتاب برای توصیف دقیق فیزیک اساسی جریان آب زیرزمینی و انتقال املاح در محیط‌های متخلخل ناهمگن، با شروع در سطح میکروسکوپی، و استخراج دقیق نمایش ریاضی آنها در سطوح ماکروسکوپی. مدل‌های ریاضی ماکروسکوپی خوب برای جریان اشباع، تک فاز، و همچنین برای جریان غیراشباع و چند فازی، و برای انتقال گونه‌های شیمیایی منفرد و چندگانه فرموله شده‌اند. مدل‌های عددی ارائه شده و کدهای کامپیوتری به عنوان ابزاری برای حل مدل‌ها بررسی می‌شوند. مشکل نفوذ آب دریا به سفره های ساحلی بررسی و مدل سازی شده است. مسائل عدم قطعیت در داده های ورودی و خروجی مدل مطرح شده است. این کتاب با فصلی در مورد مدیریت منابع آب زیرزمینی به پایان می رسد. اگرچه یکی از اهداف اصلی این کتاب ساختن مدل‌های ریاضی است، اما مقدار ریاضیات مورد نیاز به حداقل می‌رسد.

- جامع ترین کتاب در مورد مدل سازی ریاضی جریان آب زیرزمینی و انتقال آلاینده ها

- بینش عمیق فیزیک در سطح میکروسکوپی و توصیف آن به عنوان فرآیندهای میانگین

- به مسائل عدم قطعیت و مدیریت می پردازد

- نوشته یکی از پراستنادترین نویسندگان کتاب های آب های زیرزمینی (دینامیک سیالات در محیط های متخلخل، و هیدرولیک آب های زیرزمینی)

مخاطبان:
دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد و بالاتر که به موضوعاتی مانند آب های زیرزمینی، منابع آب و مهندسی محیط زیست علاقه مند هستند. مورد علاقه محققان، دانشمندان و متخصصانی است که با نیاز به ساخت و حل مدل‌های انتقال جریان و آلاینده در زیر سطح مواجه هستند.

In many parts of the world, groundwater resources are under increasing threat from growing demands, wasteful use, and contamination. To face the challenge, good planning and management practices are needed. A key to the management of groundwater is the ability to model the movement of fluids and contaminants in the subsurface. The purpose of this book is to construct conceptual and mathematical models that can provide the information required for making decisions associated with the management of groundwater resources, and the remediation of contaminated aquifers.

The basic approach of this book is to accurately describe the underlying physics of groundwater flow and solute transport in heterogeneous porous media, starting at the microscopic level, and to rigorously derive their mathematical representation at the macroscopic levels. The well-posed, macroscopic mathematical models are formulated for saturated, single phase flow, as well as for unsaturated and multiphase flow, and for the transport of single and multiple chemical species. Numerical models are presented and computer codes are reviewed, as tools for solving the models. The problem of seawater intrusion into coastal aquifers is examined and modeled. The issues of uncertainty in model input data and output are addressed. The book concludes with a chapter on the management of groundwater resources. Although one of the main objectives of this book is to construct mathematical models, the amount of mathematics required is kept minimal.

- Most comprehensive book on mathematical modeling of groundwater flow and contaminant transport

- Deep insight into the physics at the microscopic level and its description as averaged processes

- Addresses uncertainty and management issues

- Written by one of the most highly cited authors of groundwater books (Dynamics of Fluids in Porous Media, and Hydraulics of Groundwater)

Audience:
Graduate and upper level undergraduate students who are interested in such topics as groundwater, water resources and environmental engineering; of interest to researchers, to scientists, and to professionals who face the need to build and solve models of flow and contaminant transport in the subsurface.