برآورد مقدار نشت در کانال های خاکی و عوامل موثر برآن به روش عددی احجام محدود

بررسی نشت از کانال های خاکی بدلیل تلفات آب ، تنزل کیفیت اراضی و خاک اطراف کانال ها و تهدید محیط زیست منطقه در اثر نشت همواره مورد توجه محققین امر بوده است. روش های مختلفی برای محاسبه دبی نشت از کانال های خاکی ارائه شده است که از آن جمله می توان به مطالعات صحرایی، معادلات تجربی و محاسبات ریاضی - هیدرولیکی اشاره کرد. با توجه به این که ضرایب معادلات تجربی باید برای شرایط محلی واسنجی شوند لذا استفاده از این معادلات در کشور ما با محدودیت های زیادی مواجه است همچنین اندازه گیری های صحرائی پر هزینه و وقت گیرند. از این رو در این تحقیق مدلی کامپیوتری نوشته شده است که میزان نشت از کانال های خاکی را با حل عددی معادله عمومی جریان آب در خاک همگن اشباع در شرایط همسان و غیر همسان با روش احجام محدود و الگوریتم گوس- سایدل محاسبه می کند. در این مدل موقعیت خط نشت آزاد با روش شبکه تغییر شکل یافته به همراه سعی وخطا تعیین می گردد. میزان تراوش آب ازکانال و همچنین مقدار آبی که سفره آب زیرزمینی را تغذیه می کند با استفاده از رابطه دارسی و با کمک مقادیر بار آبی محاسبه شده در گره های مرزی محاسبه می شود. نتایج این تحقیق نشان داد مدل ارائه شده با خطای کمتر از 2 درصد در مقایسه با مدلSeepwinدبی نشت از کانال را برآورد می نماید، بر خلاف مدلSeepwin که توانائی عمود نمودن خط نشت آزاد بر سطح سفره آب زیرزمینی( که یک خط پتانسیل است) را ندارد در مدل این تحقیق این اشکال رفع شده است. مقدار جریان نشت یافته از دیواره ها و کف کانال تقریبا با جریانی که وارد آبهای زیرزمینی می شود برابر بوده لذا رابطه پیوستگی ارضا می شود. با افزایش فاصله بدون بعد سفره آب زیر زمینی از بستر کانال دبی نشت در ابتدا به سرعت کاهش یافته و سپس این کاهش به آهستگی ادامه می یابد. با حفظ نسبت ثابت نفوذ پذیری افقی به عمودی چنانچه مقدار نفوذپذیری 10 برابر افزایش یابد مقدار دبی نشت نیز به همان نسبت افزایشمی یابد. با افزایش شعاع هیدرولیکی کانال مقدار دبی نشت با نرخ ثابتی افزایشمی یابد

Keywords:

مدل ریاضی , نشت , کانال خاکی , احجام محدود