مدل آزمایشگاهی زهکشی جریان در شرایط تغذیه سطحی در خاک ماسه‌ای

در مطالعه حاضر با استفاده از روش آزمایشگاهی به بررسی شرایط زهکشی جریان ماندگار در حالت تغذیه سطحی پرداخته شد. از دو نمونه خاک ماسه ریز و درشت‌ رودخانه‌ای برای مطالعه‌ی نحوه تغییرات در تراز آب زیرزمینی استفاده شد. نمونه در یک فلوم بزرگ به طول5/4 متر ساخته شد که تحت بارش یکنواخت سطحی قرار داشت و از طرفین به زهکش‌های قائم منتهی می‌گردید. پارامترهای نرخ‌ بارش، دانه‌بندی مصالح و تراز آب درون زهکش‌ها به عنوان متغیر در این مطالعه بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش ارتفاع آب درون زهکش‌ها تراز آب در درون نمونه ماسه‌ای ریز و درشت‌ افزایش یافت ولی تاثیر این تغییرات بر روی ارتفاع آب در دو نوع ماسه متفاوت بود. بازه تغییرات حداکثر ارتفاع آب در ماسه درشت با افزایش ارتفاع آب درون زهکش‌ها از 0 به 40 سانتی‌متر به ترتیب برابر با 56/9 سانتی‌متر و 72/5 سانتی‌متر است که افزایش 15/6 سانتی‌متری را موجب شده است. این در حالی است که در ماسه ریز این تغییرات بسیار ناچیز است و برابر با87/2 سانتی‌متر در شرایط زهکش آزاد و برابر با89/2 در شرایط ارتفاع آب 40 سانتی‌متری درون زهکش‌ها است. نتایج آزمایشگاهی به‌ دست آمده با رابطه تحلیلی دوپویی-فرشهایمر مقایسه گردید که بر اساس آن، این رابطه در خاک ماسه ریز قادر به پیش‌بینی دقیق تراز آب درون خاک است، اما در ماسه درشت این رابطه قادر به پیش‌بینی دقیق تراز آب درون خاک نمی‌باشد و ارتفاع آب در این خاک را نسبت به مقادیر آزمایشگاهی کمتر برآورد می‌کند.

study of water flow drainage in sandy soil due to surface recharge conditions using a laboratory model

in the present study, laboratory methods were used to investigate the drainage conditions of the steady-state with the surface recharging. in the study, fine and coarse sandy soil samples were used to study changes in groundwater level. the test specimen was poured into a large-scale flume, with 5.4 m long, which led to uniform vertical precipitation and vertical drains on both sides. the parameters of precipitation rate, soil gradation and water level within the drains were investigated as variables in this study. the results showed that the maximum change in water height in coarse sand due to increasing water height in drains from 0 to 40 cm is equal to 56.9 cm and 72.5 cm, respectively, which caused an increase of 15.6 cm. however, in fine sand, these changes are very small (2 cm) and equal to 87.2 cm in free drainage conditions and 89.2 cm in the conditions of 40 cm of water height inside the drains. the obtained laboratory results were compared with the dupuit-forchheimer analytical relationship. it was concluded that this relationship is able to accurately predict the level of water in the fine sand, but in coarse sand, the relationship underestimates the water table height in the soil.