بخشی از مقاله
چکیده
ابعاد تاسیسات تغذیه،تابع سرعت عبور آب در خاک ،بده جریان ،حجم آب مورد نیاز و ارزش زمین می باشد بنابراین در مدیریت بهینه آبهای زیرزمینی،طراحی میزان تغذیه،شکل وابعاد تاسیسات تغذیه - که شکل خود گنبد تغذیه را تحت تاثیر قرار می دهد - مهم بوده و باید شکل ومیزان گسترش گنبدهای هیدرولیکی نسبت به فرم ها و شکلهای مختلف تاسیسات تغذیه مورد ارزیابی قرار گیرد.
دوعامل مهم در طراحی طرحهای تغذیه مصنوعی عبارتنداز:-1بیشترین حجم آبی که در یک دوره زمانی تغذیه می شود-2زمان عبوری از سطح زمین تا سطح ایستابی برای حجم مشخصی از آب.هدف این پژوهش برای ارزیابی اثرات تغذیه مصنوعی برروی سطح ایستابی برنامه کامپیوتری با متلب نوشته شده است.این برنامه ها شامل حل آنالیزی گلوور برای حوضچه های مستطیلی با توجه به انحنای دیواره حوضچه می باشند،که میزان رشد و شکل گنبد تغذیه و سرعت نفوذ در آبخوان را نشان می دهد.
-1 مقدمه
به تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی از جمله راههای ذخیره سازی آب در مخازن زیرزمینی است و سبب توسعه و بهره برداری بهینه از منابع آب می شود. با توجه به برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی و با در نظر گرفتن نوع بارندگی و رژیم سیلابی آبراهههای فصلی، اجرای طرحهای تغذیه مصنوعی در رودخانههای فصلی ضروری به نظر میرسددو عامل نفوذ وحرکت آب در زمین،در تغذیه سفره های آب زیرزمینی به روش سطحی بسیار مهم هستند،هرچه مقدار آنها بیشتر وبزرگتر باشد،هزینه تاسیسات لازم برای تغذیه مصنوعی کمتر و راندمان تاسیسات تغذیه نیز بیشتر می شود.
از این جهت،باید قبل ازایجاد تاسیسات و اجرای طرح تغذیه مصنوعی به روش سطحی،این دو عامل بطور کامل بررسی و شناخته شوند. مطالعات زیادی درموردتاثیرسطح حوضچه درسرعت نفوذ بوسیله محققین مختلف صورت گرفته است،که به برخی از آن اشاره می گردد.براساس گزارش - zomorodi ,1988 - آزمایشهایی رادر سطوحی با اندازه هایی 0.01تا100مترمربع انجام داده وسرعت نفوذ باافزایش سطح کاهش می یابد.همچنین - zomorodi,1988 - تغذیه بوسیله سیلابها رادریک دشت شاخص بررسی کرده ونتیجه گرفتندکه سرعت نفوذمتوسط با افزایش سطح غرقاب شده بوسیله سیلاب ،کاهش پیدا میکند.
پارامترهای هیدرولیکی دخیل درراندمان روش تغذیه ازطریق حوضچه رامورد بررسی قراردادبدین منظور یک برنامه کامپیوتری به زبان فرترن ارایه شد. محمد رضا نیکو وهمکاران - - 1389 راندمان تغذیه سامانههای تغذیه مصنوعی با استفاده از جریان سیلابی رودخانههای فصلی را مورد بررسی قرارداد. دانشور - - 1384 تعیین رابطه ای بین عرصه سطح پخش سیلاب ودبی انحراف یافتهراموردبررسی قرارداد.باتوجه به اینکه هنوز روشی برای تعیین پارامترهای موثر بر طراحی خاکریزهای هلالی شکل صورت نگرفته در این پژوهش نرخ سرعت نفوذ،تاثیر زوایه انحنا و فاصله میان دو خاکریز متوالی از طریق شبیه سازی عددی با نرم افزار Matlab مورد بررسی قرار گرفته است.
-2 تشکیل گنبد هیدرولیکی
25 mm تحقیقات زیادی درمورد اصول تغذیه مصنوعی،نفوذ آب به داخل خاک وتشکیل گنبد هیدرولیکی - ʼ1گرده آب زیرزمینی - در زیر تاسیسات تغذیه انجام گرفته که منجر به ارائه معادلات تئوری،برای بیان حالات گنبد هیدرولیکی شده است.با رسیدن جبهه رطوبتی به سطح ایستابی،گنبد هیدرولیکی توسعه پیدا می کند.توسعه گنبد هیدرولیکی در زیربستر اصلاح شده رودخانه ها را می توان به صورت دوبعدی فرض نمود.در صورتیکه تغذیه سفره توسط حوضچه های مصنوعی بعد ازسدهای تاخیری رابه صورت استوانه ای شکل در نظر میگیرند،که ساده ترین حالت هندسی سه بعدی می باشد.
جبهه رطوبتی غیر اشباع است و ارتباط هیدرولیکی بین سفره و حوضچه بلافاصله بعد از رسیدن جبهه رطوبتی به سطح ایستابی برقرار نمی شود،بلکه بخشی از جریان نفوذی صرف پر کردن فضاهای خالی ناحیه غیر اشباع شده و سپس منجر به خیزسطح ایستابی،تشکیل گنبد هیدرولیکی و نهایتا حرکت جانبی گنبد هیدرولیکی می شود.بنابراین فهم مراحل جریان انتقال آب از زیر بستر تاسیسات نفوذ تا سطح ایستابی وتشکیل گنبد درحل مشکلات تغذیه وارزیابی مدلهای شیبه سازی مهم می باشند.
جنبه هایی که راه حلهای نسبتا ساده برای پیش بینی تغییر شکل گنبد هیدرولیکی در نظر گرفته نشده اند و تخمین آن را واقعی نشان می دهند عبارتنداز:
-1 در ناحیه پیشروی زیر حوضچه،آبدهی ویژه - ضریب ذخیره - تفاوت قابل ملاحظه ای با نواحی نفوذی معمول دارد،چون در این حالت قسمت هایی از فضای خالی توسط هوا پر شده و در مقابل جریان ایجاد مقاومت می کنند.
-2در نواحی اطراف گنبد هیدرولیکی،مسیر جریان از حالت عمودی به افقی تغییر پیدا می کندو باعث محدودیت در کاربرد فرضیات دوپویی-فورشهایمر می شود.
-3در اکثر کارهای عملی،سفره ناهمسانگرد2 - غیر ایزوتروپ - بوده وبطور مشخصی،هدایت هیدرولیکی افقی بیشتر از مقدار عمودی آن است.در نظرنگرفتن این ناهمسانی نتایج را تحت تاثیر قرار می دهد.
-4در طی قطع عملیات آبگیری و یا انتقال آب از یک حوضچه به حوضچه دیگر،نفوذ در کف حوضچه بدون آب متوقف شده و لذابصورت پیوسته عمل نخواهد کرد.بنابراین تغذیه بصورت پیوسته عمل نخواهد کرد.بنابراین تغذیه به صورت غیر ماندگار و از زهکشی ناحیه اشباع بالای سطح ایستابی ادامه پیدا خواهد کرد.
الگوهای جریان وتشکیل گنبد هیدرولیکی بین سطح سفره ومحل تغذیه به موقعیت وابعاد تاسیسات تغذیه و خصوصیات فیزیکی خاک بستگی دارد.شکل - - 1 مراحل کلی جریان آب در خاک وتشکیل گنبد هیدرولیکی را نشان می دهد بر طبق آزمایشات مارک وهمکاران - - 1990هنگامی که رسوبات همگن و ضخامت لایه هایی با نفوذ پذیری پایین،زیاد باشد،اتصال محل تغذیه و سطح ایستابی توسط پیشروی جبهه رطوبتی و از بالا رخ می دهد.در حالتی که رسوبات نفوذ پذیروبا ضخامت لایه هایی با نفوذ پذیری پایین کم باشد،اتصال از طریق گنبد هیدرولیکی ساخته شده از زیر برقرار می شود.
شکل -1 مراحل کلی جریان آب در خاک در عمل تغذیه مصنوعی
-3تهیه برنامه رایانه ای - - MATLABبر اساس روش Glover برای خاکریزهای هلالی شکل
