مدل‌سازی سه‌بعدی جریان زیر‌سطحی و ارزیابی روش‌های تحلیلی جریان در زهکش‌های سنگریز

در این مقاله نیمرخ‌های جریان‌های زیرسطحی در محیط های متخلخل درشت دانه در دو حالت تغذیه و بدون تغذیه با استفاده از یک مدل عددی سه بعدی شبیه سازی و سپس با داده های آزمایشگاهی و مدل های تحلیلی مورد مقایسه قرار گرفت. با استفاده از مدل عددی seep/3d که مبتنی بر روش اجزای محدود می باشد، شبیه سازی عددی جریان صورت گرفته است. مدل آزمایشگاهی شامل یک محیط متخلخل درشت دانه به طول 6.4 متر، عرض 0.8 متر و ارتفاع 1متر بوده که برای شرایط مرزی مختلف و دو شیب، 4 و 20.3 درصد اجرا و نیمرخ های ‏ جریان اندازه گیری شدند.  نتایج اندازه گیری شده با نتایج حاصل از مدل های عددی  و تحلیلی مقایسه گردید. در حالت بدون تغذیه برای مقایسه مدل عددی از داده های مدل آزمایشگاهی و نتایج روش های تحلیلی استفاده گردید که در این حالت پروفیل خط فریاتیک مدل عددی نسبت به آزمایشگاهی در حالت شیب 4 درصد کمبرآورد و در شیب 20.3 درصد، نتایج عددی به مراتب بهتر مدل سازی شده است. برای مقایسه داده های مدل عددی در شرایط تغذیه تنها از مدل تحلیلی bear (1972)  استفاده گردید و نتایج حاصل از قیاس، کم برآوردی مدل عددی را نشان داده است.

3D Numerical Modeling of Subsurface Flow through Rock Drains and Evaluation of Analytical Solutions

In this paper, subsurface flow profiles through coarse porous media have been simulated using a 3D numerical model with and without surface discharge and their results have been compared with experimental data as well as with analytical solutions. SEEP/3D model, which is based on the finite element method, was used to simulate subsurface flow. The experimental model was consisted of coarse porous media with 6.4 m in length, 0.8 m in width and 1 m in height. The experiments were performed for different boundary conditions with two bed slopes of 4 and 20.3 %. The simulated data of watertableprofiles and seepage discharges were compared with those corresponding experimental data. In no recharge conditions with 4% slope, the numerical data were compared with both experimental and analytical dataindicating that the numerical results underestimated the watertable profilesas compared to the experimental ones. The results was better for the 20.3%slope. In surface recharge condition, the numerical results only compared with analytical solution of Bear (1972), and the results indicated underestimation as compared to the experimental data.