عنوان پایان‌نامه
اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع و عدد جذبی به روشهای پرمامتر چاهک پوشش دار و ارزیابی این روش ها با مدل HYDRUS_۲D
- رشته تحصیلی
- مهندسی‌کشاورزی-آبیاری و زهکشی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60894;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 730
- تاریخ دفاع
- ۰۷ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- توحید اسداله زاده
- استاد راهنما
- محمود مشعل
- چکیده
- از مهمترین مشخصات هیدرولیکی موثر بر روی فرآیند¬¬¬های خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع (Kfs) و عدد جذبی (*?) می باشند. هدایت هیدرولیکی اشباع و عدد جذبی فرآیندهای هیدرولوژیکی بنیادی نفوذ در خاک، جریان زیرزمینی و تبخیر را کنترل می کنند و در نتیجه آنها به شدت رشد گیاه، ذخیره آب خاک، ایجاد جریان های سطحی، فرسایش، تغذیه آبهای زیرزمینی و آبشویی املاح را تحت تاثیر قرار می دهند. یکی از روشهای تخمین هدایت هیدرولیکی و عدد جذبی روش پرمامتر بار افتان چاهک پوشش دار فیلیپ می باشد. در این تحقیق حالت جریان عمودی فیلیپ و جریانهای عمودی، افقی و افقی- عمودی رینولدز توسط آزمایشات صحرایی در سه قطر 4، 6 و 8 با 27 طول متفاوت برای هرحالت جریان مورد ارزیابی قرار گرفت. روشی که برای حل معادلات فیلیپ و رینولدز به کار گرفته شد، روش برازش منحنی غیر خطی تکرار توسط برنامه محاسباتی فرترن می باشد. در این تحقیق جهت مقایسه تخمین روشهای فیلیپ و رینولدز، هدایت هیدرولیکی بوسیله شبیه سازی شرایط آزمایش در مدل HYDRUS – 2D به عنوان هدایت هیدرولیکی مبنا و عدد جذبی برابر (1-m) 11 به عنوان عدد جذبی مبنا انتخاب شد. معیار سنجش دقت تخمین روشها، سه آنالیز حساسیت، نسبت تخمینهای عدد جذبی و هدایت هیدرولیکی به روش تحلیلی (فیلیپ و رینولدز) بر روی تخمینهای قابل اطمینان، پلاتهای باقی مانده و ریشه میانگین مربعات خطا بود. نوع فروکش، نسبت فاکتور گرانش و بهترین شرایط چاهک پارامتر های مورد بررسی در این تحقیق جهت بهبود دقت تخمین ها بود. نتایج این تحقیق نشان داد که بهترین نوع فروکش برای جریان عمودی (فیلیپ و رینولدز) فروکش پایین و برای جریانهای افقی و افقی- عمودی فروکش Ht=ht-E (از عمق اولیه تا نصف قسمت متخلخلی که در آن نفوذ انجام میگیرد) می باشد. برای جریان عمودی فیلیپ از یک نوع نسبت فاکتور گرانش استفاده شد ( ) اما برای روش رینولدز سه نسبت فاکتور گرانش صفر، 4/0 و 8/0 بررسی شد. با توجه به نتایج این تحقیق بهترین نوع فاکتور گرانش برای روش رینولدز صفر بود که نشانگر عدم تاثیر گرانش در جریان آب درخاک می باشد. با توجه به بررسی های این تحقیق بهترین حالت شرایط چاهک زمانی است که نسبت طول دیواره قسمتی که در آن نفوذ انجام میپذیرد به شعاع چاهک برابر 2 شود ( ). نتایج تحقیق نشان داد که بهترین حالت جریان جهت تخمین هدایت هیدرولیکی حالت جریان افقی – عمودی رینولدز بود. حالت جریان افقی از نظر دقت تخمین بعد از حالت جریان افقی- عمودی قرار گرفت و حالت جریان عمودی در روش فیلیپ و رینولدز بترتیب تخمین های بسیار بزرگ وکوچکی را نتیجه دادند. با بررسی های انجام شده تخمین عدد جذبی در هیچ کدام از حالتهای جریان نتایج قابل قبولی را نشان نداد و معادلات روش فیلیپ و رینولدز در تخمین عدد جذبی دقت لازم را ندارند. کلمات کلیدی: آنالیز بار افتان، چاهک پوشش دار، عدد جذبی، فاکتور گرانش
- Abstract
- The saturated hydraulic conductivity (Kfs) and the sorptive number ( ) are two kinds of the most important hydraulic characteristics that influence the soil processes. Both of the saturated hydraulic conductivity and sorptive number control the fundamental hydrological processes of the soil infiltration, underground flow and evaporation and as a result they strongly influence plant growth, soil water storage, creation of surface flow, erosion, groundwater recharge and leaching. One of the methods in order to estimate the saturated hydraulic conductivity and sorptive number is falling-head cased borehole permeameter analysis of Philip. Reynolds developed and evaluated the analysis of falling-head cased borehole analysis of Philip in the unsaturated zone by Hydrus model. In this study, Philip vertical flow and Reynolds vertical, horizontal and horizontal-vertical flow were tested in three different diameter of 4, 6 and 8 with 27 different length. The method that were used to solve the Philip and Reynolds equations is non-linear iteration curve fitting that were performed by Fortran computational program. Here in order to compare the results of the methods of Philip and Reynolds, the basic hydraulic conductivity was set to the hydraulic conductivity simulated by HYDRUS-2D model in the same condition with experiments and sorptive number of 11 (m-1) was chosen as the basic sorptive number. The assessment criterion of the methods estimation accuracy is analysis of sensitivity , remaining curves and route of the error squares average. The investigated parameters in this study are choosing the kind of falling, the gravity ratio and the best condition of borhole in order to improve the accuracy of estimations. The results of this study indicated that the best kind of the falling for vertical flow (philip and Reynolds) is down falling and for horizontal and horizontal-vertical flow the falling is . For philip vertical flow only one kind of gravity factor was used ( ) but for Reynolds method three gravity factor of zero, 0.4 and 0.8 were investigated. According to the results of this study, the best gravity factor for Reynolds method was zero which shows that gravity doesn’t affect the water flow in the soil. Regarding the investigations of this study, the best condition of borhole is received whenever the ratio of wall length that infiltrates to the borhole diameter equals with 2 . Also the results showed that the best condition for estimating the hydraulic conductivity is Reynolds horizontal-vertical flow. In estimation accuracy, horizontal flow condition is in the next level after horizontal-vertical flow. Vertical flow condition in methods of philip and Reynolds resulted in so large and small amounts, respectively. In this experiment, estimation of the sorptive number doesn't show acceptable results for all of conditions and it was revealed that both of the methods of Philip and Reynolds don't have necessary accuracy in estimating the sorptive number. Key Word: Falling-head analysis, Cased borehole, Sorptive number, Gravity factor
