10/20/2016

1

دانشکده علوم کشاورزی

گروه مهندسی آب

(کارشناسی)های زیرزمینی آب1395-96نیمسال اول

(بخش دوم)

رستمیسمیه جنت: مدرس

janatrostami@guilan.ac.ir

sjanatrostami@yahoo.com

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