تدفق المياه في التربة المشبعة وغير المشبعة
قراءة هذه المادة لمعرفة المزيد عن تدفق المياه في التربة المشبعة وغير المشبعة.
تدفق المياه في التربة المشبعة:
نحن نعلم أن المياه الجوفية مخفية إلى حد كبير ولا يمكن رؤيتها وفهمها كمياه سطحية. ومع ذلك ، يشكل تخزين المياه الجوفية في المنطقة المشبعة أو مستودعات المياه الجوفية جزءًا هامًا من إجمالي الموارد المائية. في بعض النواحي ، تتشابه مكامن المياه الجوفية مع مكامن المياه السطحية. لديهم أيضا قدرة خاصة ويجب أن يكون التفريغ وإعادة الشحن. يخضع تدفق المياه في منطقة تربة مشبعة بالدرجة الأولى لقانون دارسي الذي ينص على أن سرعة التدفق عبر وسائط مسامية تتناسب مع القوة الأولى للتدرج الهيدروليكي.
يمكن التعبير عنها على النحو التالي:
V = K i
أو Q = KA i
حيث Q هي كمية المياه المتدفقة في التربة.
إذا كان ثابتًا ، فإنه يعتمد على مسامية ونفاذية التربة ويسمى معامل النفاذية أو التوصيل الهيدروليكي للمادة.
i هو فقدان الرأس لكل وحدة طول أو تدرج هيدروليكي ،
رياضيا ط = ح 1 - ح 2 / لتر
V هو سرعة الماء في التربة
و A هي منطقة مستعرضة من خلالها تتدفق المياه.
في استخلاص هذه المعادلة افترض دارسي أن هناك عدد من الأنابيب الشعرية في التربة التي تمر عبرها المياه بطريقة مماثلة لأنها تمر عبر الأنابيب. وبما أن السرعة في التدفق الصفحي تتناسب أيضاً مع القوة الأولى للتدرج الهيدروليكي ، فإن التدفق الذي يطيع قانون دارسي يكون أساسياً صفائياً. وبتطبيق نفس القياس مثل قياس التدفق عبر الأنابيب ، يمكن استخدام رقم رينولد كمؤشر لتحديد نطاق قابلية تطبيق قانون دارسي.
يتم التعبير عن رقم Reynold ك
R = Vd / γ
حيث V هي سرعة التدفق
د متوسط قطر الحبوب
γ هي اللزوجة الحركية للسائل
γ = μ / ρ = اللزوجة الديناميكية للسوائل / الكثافة السائلة
وقد لوحظ أنه في الوسط الرملي الطبيعي والاصطناعي لحجم الحبوب الموحد انحراف التدفق من حالة الصفحي إلى بداية الحالة المضطربة لقيم R بين 1 و 10 حسب شكل وحجم حجم الحبوب. في جميع الحالات تقريباً ، يمكن اعتبار تدفق المياه الجوفية طفيليًا وبالتالي يطيع قانون دارسي.
في الآبار الأنبوبية أيضاً حيث تكون معدلات الضخ مرتفعة جداً في العادة ، يكون التدفق مطابقاً لقانون دارسي حتى وجه البئر. لكن على وجه البئر. قد تميل إلى أن تصبح مضطربة بسبب ارتفاع معدلات الضخ. يمكن ملاحظة مراقبة منسوب المياه بسهولة شديدة ودقة من خلال ملاحظة المستويات في الأنهار والجداول والأبار الموجودة.
تدفق المياه في التربة غير المشبعة:
قانون دارسي لتدفق المياه من خلال التربة المشبعة يحمل أيضًا جيدًا للتربة غير المشبعة. يتدفق الماء دائمًا في اتجاه خفض الطاقة. وبالتالي فإن المعادلة V = ki هي أيضا صحيحة للتربات غير المشبعة. بخلاف التربة المشبعة ، تنخفض مساحة التدفق العرضي لأن محتوى الرطوبة أقل.
كما يقلل من معدلات النفاذية. مضاعفات أخرى م التربة غير المشبعة هي عن قياس الضغط السلبي. بالنسبة للتربة المشبعة ، يمكن قياس الطاقة بسهولة عن طريق إدخال أنابيب مقياس الضغط في التربة. في كتلة التربة غير المشبعة بالإضافة إلى تدفق المياه هناك تدفق بخار أيضا. من الصعب جدا قياس تدفق البخار عبر التربة. يزداد تدفق البخار مع انخفاض محتوى الرطوبة في التربة. وبالتالي ، لا يوجد علاج تحليلي مثالي لتدفق المياه من خلال منطقة التربة غير المشبعة لا يزال ممكنا.
