Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
10/20/2016
1
دانشکده علوم کشاورزی
گروه مهندسی آب
(کارشناسی)های زیرزمینی آب1395-96نیمسال اول
(بخش دوم)
رستمیسمیه جنت: مدرس
ضریب نفوذپذیری
2
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
2استوانهاینسطحرویداریمزیرصورتبهماسهازپرAمقطعسطحباایاستوانه:دارسیآزمایش
آنازوواردمعینجریانشدتباماسهازپراستوانهداخلیهآب.شددادهقرارفاصلهبهمانومتر
حجممحاسبهبامعینمدتیکدرظرفیکدرخروجیآبآوریجمعباجریانشدت).شودمیخارج
(.آیدمیبدستآب
∆𝐿
∆𝐿
ℎ2ℎ1
10/20/2016
2
3
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
𝑍1 +𝑃1𝛾+𝑣12
2𝑔= 𝑍2 +
𝑃2𝛾+𝑣22
2𝑔+ ℎ𝐿
𝑣2
2𝑔≅ 0
𝑃1𝛾+ 𝑍1 =
𝑃2𝛾+ 𝑍2 + ℎ𝐿 ℎ1 = ℎ2 + ℎ𝐿
ℎ1 − ℎ2 = ℎ𝐿 ∆ℎ = ℎ𝐿
∆ℎ
∆𝐿=ℎ𝐿∆𝐿
𝑖 =∆ℎ
∆𝐿
∆ℎ
∆𝐿شیب هیدرولیکی که با شیب خط انرژی مساوی است
(هیدرولیکی)بار پیزومتری
شیب هیدرولیکی
4
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
𝑖 =∆ℎ
∆𝐿𝑖 = lim
∆ℎ
∆𝐿=𝑑ℎ
𝑑𝐿∆𝐿 → 0
سب با دارسی با اندازه گیری مقدار حجم آب خروجی در واحد زمان به این نتیجه رسید که سرعت متنا
. می باشد( گرادیان هیدرولیکی)شیب هیدرولیکی
𝒗
𝒕. 𝑨=𝑸
𝑨→ 𝒗 ∝
𝒉𝟏 − 𝒉𝟐∆𝑳
𝑣 = −𝑘∆ℎ
∆𝐿
𝑘 : ( ضریب نفوذپذیری( )ضریب هدایت هیدرولیکی)ضریب تناسب
𝑣 : سرعت دارسی
𝑣 = 𝑘ℎ1 − ℎ2∆𝐿
𝑣 = −𝑘ℎ2 − ℎ1∆𝐿
10/20/2016
3
5
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
سرعت ظاهری = سرعت دارسی 𝑄
𝐴= 𝑣
حالیدرکندمیبیانخاکمقطعسطحکلدررادبیمقدارvواستخاکمقطعسطحAرابطهایندر
سرعتنبنابرایکندمیعبوردهدمیتشکیلراخاکمقطعسطحازبخشیکهمنافذداخلازآبکه
.استآبظاهریسرعتازبیشترآبواقعی
𝑣𝑠 =𝑣
𝑛
برعالوهآبخواندرkاما.داردبستگیآبخواندهندهتشکیلذراتشکلواندازهنوع،بهkضریب
.داردیبستگنیزکندمیعبورآنازکهآبیلزوجتبهدهندهتشکیلموادفیزیکیخصوصیات
:بنابراین
𝑘 = 𝑘𝑖 .𝛾
𝜇𝑘 = 𝑘𝑖
𝜌𝑔
𝜇
𝑘𝑖 = 𝑐𝑑2
1 𝑑𝑎𝑟𝑐𝑦 = 9.87 × 10−9 𝑐𝑚2
واقعیسرعت
واحد ضریب نفوذپذیری ذاتی دارسی است
6
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
.کردضربسرعتدرراآبعبوریسطحاستکافیعبوریدبیمقدارمحاسبهبرای
𝑄 = 𝐴. 𝑣 = 𝑘. 𝑖. 𝐴
𝑄 →𝐿3
𝑇𝐴 → 𝐿2 𝑘 →
𝐿
𝑇
ساحتمبهمتخلخلتودهمقطعسطحداخلازکهاستآبیمقدارتعریفطبقهیدرولیکیهدایت
.کندمیعبورمترمتربر1بابرابرهیدرولیکیگرادیانتحتزمانواحددرمترمربعیک
𝑘 =𝑣
𝑖=𝑣. 𝑑𝐿
𝑡. 𝑑ℎ
10/20/2016
4
7
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
:دارسیقانونازاستفادهشرط
.باشدsteadyو یا ( پایدار)جریان ماندگار -1
.باشدlaminarجریان ورقه ای یا -2
.محیط همگن باشد-3
در سفره های آهکی و درز و شکافدار جریان های متالطم داریم که در این سفره ها دارسی
.ویسباخ استفاده کرد-کاربردی ندارد و باید از دارسی
8
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
:برای تعیین نوع جریان در هیدرولیک از عدد رینولدز استفاده می شود
𝑅𝑒 =𝜌𝑉𝑑
𝜇=𝑉𝑑
𝜗
هیدرولیک𝑅𝑒 < 2100(آرام)جریان ورقه ای
محیط متخلخل𝑅𝑒 < 10
. می باشد( هدایت هیدرولیکی)kمهمترین پارامتر قانون دارسی در حرکت آب زیرزمینی پارامتر
10/20/2016
5
9
روش اندازه گیری ضریب هدایت هیدرولیکی
.شودمیگیریاندازهپمپاژآزمایشواوگرآزمایش،ردیابی،آزمایشگاهیروشباهیدرولیکیهدایتضریب
آزمایش بار ثابت و بار افتان: آزمایشگاهیروش
:ثابتآزمایش بار
پسسوگرفتهقرارنمونهمحلدرخاکاشباعنمونهیک
.شودمینگهداشتهثابتآزمایشطولدرارتفاعاختالف
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
10
:ثابتآزمایش بار
: ضریب هدایت هیدرولیکی با رابطه زیر بدست می آید
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
10/20/2016
6
11
: افتانآزمایش بار دانشگاه گیالن
–ب
گروه مهندسی آ–
نیمسال اول 96
-1395
12
آزمایش ردیابی
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
درکهمسدیکلریدمانندنمکیکیاسدیمفلوئورسنمانندرنگیمادهیکازردیابیبرایمعموال
.شودمیاستفادهاستشناساییقابلراحتیبهوخطربیارزان،دسترس،
𝑣𝑠 =𝑘
𝑛×ℎ
𝐿
𝑣𝑠 =𝐿
𝑡𝑘 =
𝑛 𝐿2
ℎ𝑡
10/20/2016
7
13
روش آزمایش پمپاژ
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395روش گمانه اوگر
14
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
فرهضریب قابلیت انتقال س
ار تحت شیب ضریب قابلیت انتقال یک سفره عبارتست از مقدار آبی که از یک واحد سطح مقطع الیه آبد
.هیدرولیکی واحد عبور می کند
𝑇 = 𝑘 . 𝑏
رمول زیر برای بدست آوردن مقدار دبی عبوری و یا تغذیه و یا تخلیه طبیعی سفره آب زیرزمینی از ف
:استفاده می شود
𝑄 = 𝐴. 𝑉
𝑄 = 𝐿 . 𝑏 . 𝑘 . 𝑖
𝑄 = 𝐿 . 𝑇. 𝑖
10/20/2016
8
15
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
یکیهیدرولگرادیانوپتانسیلهمهایمنحنیداشتنبابخشیهردرتوانمیLطولوTضریبداشتنبا
.کردمحاسبهراخروجیوورودیآبمقادیر
:اگربگیریدنظردرراشودمیتغذیه،(باران)تغذیهمنبعیکتوسطکهفشاریتحتسفره:مثال
.باشد0.2وروزدرمتر50برابرترتیببهتخلخلوهیدرولیکیهدایتضریب-
متر50و55بابرابرمقایسهسطحیکازمتر1000فاصلهبهایمشاهدهچاهدودرهیدرولیکیهد-
متر30سفرهضخامتمتوسط-
کیلومتر5سفرهعرضمتوسط-
.کنیدحسابرانشتمقدارودارسیسرعت
16
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
هایسفرهدراماگیردمیصورتراحتیبهتخلیهاستکمفشارچونآزادهایسفرهدر
بایدواستمکبسیارسفرهذخیرهضریببنابراین.آبمیزاننهاستموثرفشارفشار،تحت
.شودایجادافتتابگیردصورتزیادیبرداشت
بایدفشارتحتسفرهدربرداشتمیزانیکسانشرایطبافشارتحتوآزادسفرهدودر
.شودایجادیکسانیافتمقدارتاباشدبیشتر
10/20/2016
9
17
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
انواع چاه ها
چاه بهره برداری-1
ولهلوتجهیزاتآندروشودمیحفرزیرزمینیآبسفرهازبرداشتمنظوربهکهاستچاهی
.شودمینصبپمپوگذاری
18
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
انواع چاه ها
چاه بهره برداری-1
.شوندمیتقسیمصنعتوشربکشاورزی،هایچاهبهاستفادهنوعبهتوجهباچاههااین
<).دارندبیشتریآبدهیکشاورزیهایچاهدنیاوکشورسطحدرمعموال 80 lit/s)
5حدودروستاهادرشربهایچاه lit/s
2حدود)دارندکمیآبدهیکهصنعتهایچاه lit/s)دبیکهمعدنیآبهایکارخانهازغیربه
.دارندبیشتری
کدامودادکاهشبایدراکدامشویمروبروآبسطحافتکاهشبااگرآبمنابعمدیریتدر
بایدراکشاورزیهایچاهبنابرایناندحساسومهمصنعتوشربهایچاهاست؟مهمتر
دادکاهش
10/20/2016
10
19
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
چاه های مشاهده ای یا چاه های پیزومتری-2
بار2ماههردروشودمیاستفادهسانتیمتر10قطربههاییچاهازسفرهآبسطحدانستنجهت
.گیردمیصورتگیریاندازه
فرهسبرایبایدحالیکهدردانندمیسفرهنوعیکبرایراپیزومتریوایمشاهدهچاهایراندر
.کرداستفادهپیزومتریچاهازفشارتحتسفرهبرایوایمشاهدهچاهازآزاد
دادانجامبرداریبهرتواننمیایمشاهدهچاهدر
باشدمیسادهلولههاقسمتدیگردرومشبکلولهاشباعهایقسمتدر.
20
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
چاه اکتشافی-3
زمانیتاراهاچاهاین.شودمیحفرسفرهمختلفاعماقازخاکنمونهبرداشتمنظوربهچاهنوعاین
.دهندمیامتدادبرسیکفسنگبهکه
.استاندکهادشتدرهاچاهاینتعدادآنباالیهزینهعلتبه
.داردکاربردآبخوانضرایبتعیینرایب
10/20/2016
11
21
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
:شوندمیتقسیمدستهسهبههاچاهدیگربندیتقسیمیکدر
متر50باالیعمقباهاییچاه:عمیقچاه
متر50ازکمترعمقباهاییچاه:عمیقنیمهچاه
.استشدهمشاهدههممتر30تا20حدودتاکهمتر15تا10بینعمقباهاییچاه:دستیچاهیاعمقکمچاه
عمیقچاهعنوانبهمتر45عمقبهچاهیمتر50ضخامتباایسفرهبرایوندارندخاصیمعیارمقادیراین
.داردسفرهضخامتبهبستگیبنابراینباشدمی
عمودکامالچاهاگرگیرد،میصورتچاهگذاریلولهچاهحفرازپسشودحفرعمودیکامالبایدچاه
(بستهیامشبک)هالوله.بگیرندقرارهمرویبرخوبیبهتوادنمیهالولهنباشد
22
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
همگنی و ناهمگنی
مقدارشرایطایندر.استمحیطبودنهمگندارسیقانونازاستفادهفرضیاتازیکیkتمامدر
.استیکسانهاجهت
نباشدفاوتمتمحیطایندیگرنقطهبهاینقطهازهیدرولیکیهدایتضرایبصورتیکهدربنابراین
.دگوینمیهمگنرامحیطحالتایندر(باشدیکسانحجمایننقاطکلیهدرضریباینمقدار)
.استناهمگنمحیطصورتاینغیردر
ندرتبهتهنیافتحکیمونخوردهدستهایآبرفتبرایخصوصبهآبخوانطبیعیشرایطدرهمگنی
.افتدمیاتفاق
. سفره های آب زیرزمینی سیستم همگن نداریمدر
10/20/2016
12
23
دانشگاه گیالن –
ب گروه مهندسی آ
–نیمسال اول
96-
1395
یکنواختی و غیریکنواختی
آنامیکیهیدرودینوفیزیکیپارامترهایکهگویندمییکنواخترامحیطیزیرزمینیآبهایسفرهدر
محیطندباشیکسانمختلفمسیرهایدرپارامترهرمقدارصورتیکهدر.باشندیکسانzوx،yجهاتدر
.گویندمیغیریکنواختصورتاینغیردرویکنواخترا
𝑘 =
𝑘𝑥𝑥 𝑘𝑥𝑦 𝑘𝑥𝑧𝑘𝑦𝑥 𝑘𝑦𝑦 𝑘𝑦𝑧𝑘𝑧𝑥 𝑘𝑧𝑦 𝑘𝑧𝑧
𝑘 =𝑘𝑥𝑥 𝑘𝑥𝑦𝑘𝑦𝑥 𝑘𝑦𝑦
ضریبغیریکنواختمحیطدرkتانسورصورتبه𝑘𝑥𝑥،𝑘𝑦𝑦و𝑘𝑧𝑧شودمیتعریف.
:در آب زیرزمینی
:دوبعدی
:سه بعدی