|
|||
![]() |
فصل نهم: آب زير زميني |
![]() ![]() |
|
دبي ماكزيمم و دبي بحراني در شرايط ماندگار
از نظر تئوري دبي ماكزيمم در رابطه دوپوئي هنگامي رخ ميدهد كه h به سمت صفر ميل كند. در اينصورت
QD دبي براي يك افت معين نيز بصورت زير محاسبه ميشود
در معادلات فوق D مقدار افت، K ضريب نفوذپذيري، R شعاع تاثير و r شعاع چاه است. از تقسيم دو معادله فوق بر هم خواهيم داشت :
بنابراين با داشتن QD ، D و H دبي ماكزيمم كه مجهول است قابل محاسب خواهد بود. يكي از فرضهاي دپوئي اين است كه منحني افت به سطح آب چاه اتصال مييابد. مطالعات محققين آب زيرزميني نشان داده كه در زمينه آبخوانهاي تحت فشار اين فرض قابل پذيرش است اما در آبخوانهاي آزاد به دليل وجود سطح نشت منحني افت به اندازه h/ بالاتر از سطح آب چاه قرار ميگيرد كه اين ارتفاع را ارتفاع ناحيه نشت مينامند. برگر رابطه زير را براي مقدار ارتفاع ناحيه نشت ارائه نمود :
در شرايطي كه دبي تئوري ماكزيمم باشد h=0 ميباشد پس با h+h/ به جاي h در فرمول دبي حداكثر داريم :
رابطه دبي و افت در سفرههاي آزاد را ميتوان به صورت زير نيز نوشت.
Q = m (2H-D)D = 2mHD - D2
اگر از رابطه فوق بر حسب D مشتق بگيريم و برابر صفر قرار دهيم مقدار آن mH خواهد شد. پس منحني از يك نقطه به بعد تغيير جهت ميدهد. بايد دبي حداكثر را مربوط به افت در نقطه بحراني دانست اما عملاً محدوديتهاي ديگري نيز در پيش خواهد بود. اولين محدوديت مربوط به محدوديتهائي است كه از طرف دولت براي جلوگيري از نشست زمين در اثر برداشت بيرويه آب اعمال ميشود. دومين محدوديت فني بوده بدين ترتيب كه سطح آب چاه بايد حداقل يك فنر بالاتر از پمپهاي شناور و حداكثر 6 فنر پائينتر از پمپهاي مكنده قرار داشته باشد. يكي افت حداكثر مجاز ارئه شده و شكل سادهاي نيز دارد رابطه زير است :
Qmax = 3/4 H
از فرمولهاي تجربي ديگري كه بدين منظور قابل استفاده است رابطهاي است كه بر اساس شيب هيدروليكي بحراني (Critical Hydranlic gradient) ارائه شده است. در شيب هيدروليكي بحراني سرعت آب بحراني شده و رژيم طغياني ايجاد ميكند و ذرات ريز خاك وارد چاه ميشوند. بنابراين بايد دبي بهرهبرداري (حداكثر) كمتر از دبي بحراني باشد. رابطه زير براي شيب هيدروليكي بحراني ارائه گرديده است :
و سرعت بحراني برابر است با :
در نتيجه دبي بحراني برابر خواهد شد با :
(چون h= H-D )
در مورد چاههاي تحت فشار دبي بحراني از رابطه زير حاصل ميشود :
e در معادله فوق ضخامت لايه آبدار تحت فشار است.
|
![]() |
![]() |