# اثر روشهای مختلف تعیین عامل شکل چاهک بر نتایج اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به روش گلف

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

3 استادیار مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی، کرج، البرز

چکیده

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (KS)، یکی از مهمترین ویژگی های فیزیکی خاک است و تخمین آن در مطالعات آب و خاک اهمیت زیادی دارد. روشهای اندازه گیری KS به دو روش صحرایی و آزمایشگاهی انجام می شود. نفوذسنج گلف یکی از روشهای صحرایی نفوذسنج با بار ثابت است که هدایت هیدرولیکی اشباع صحرایی (kfs) را در بالای سطح ایستابی اندازه گیری می کند. یک پارامتر مهم در محاسبه (kfs) ضریب شکل چاهک ((C است که به گرادیان قشار جریان آب در خاک بستگی دارد. حل های تحلیلی تفریبی مانند حل پورشه، حل گلور و حل منبع نیمه برای آن ارائه شده است. حل عددی آن به صورت تفاضل محدود با روشهای عددی صورت گرفته و توسط زولفانگ ژانگ و همکاران معادلات کاربردی برای آن ارائه شده است. بسط تئوری جریان را تابع هدایت هیدرولیکی (kfs) و پتانسیل ماتریک خاک (?m) می داند که با آزمایش در دو عمق مختلف در یک چاهک هر دو پارامتر محاسبه می شوند. یکی از محدودیت های این روش، نتایج منفی و غیرقابل قبولی است که در بعضی از جواب ها مشاهده می شود. از این رو، آنالیزهای تک عمقی ریچاردز، تک عمقی لاپلاس و تک عمقی رگرسیون پایه ای ریچاردز ارائه شده است. در این تحقیق، پس از انجام آزمایش های مختلف با دستگاه گلف در دو عمق آب H1 و H2 (کمترین مقدار H1 پنج و بیشترین مقدار H2 20 سانتی متر) در ?? چاهک با شعاع سه و عمق ?? سانتی متر در شبکه ای مربعی به فواصل یک متری و در یک خاک لومی آنالیزهای دوعمقی و تک عمقی گلف با روشهای حل مختلف برای تعیین ضریب چاهک (C) به انجام رسید و هدایت هیدرولیکی اشباع مزرعه ای خاک (Kfs) محاسبه شد. نتایج نشان داد چنانچه در آنالیز دو عمقی گلف برای محاسبه هدایت هیدرولیکی از ضریب C با حل عددی استفاده شود، نتایج کمترین انحراف از مرکز را دارند. در این روش، به ترتیب استفاده از راه حل های پورشه، فشاری، یک طرفه، عددی و گلور بیشترین نتایج معتبر را در آزمایش دو عمقی ایجاد می کنند. آنالیز رگرسیون پایه ای ریچاردز با حل عددی C نزدیکترین نتیجه به روش دوعمقی را دارا بود. همچنین، مناسب ترین روش حل ضریب چاهک در آنالیز تک عمقی لاپلاس، ریچاردز و رگرسیون ریچاردز به ترتیب روشهای یک طرفه، گلور و عددی هستند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

### Effect of different well shape factor determination methods on saturated hydraulic conductivity results in Guelph Permeameter analysis

نویسندگان [English]

• Mahmoud Mashal 1
• Hamed Sohrabi 2
• Maryam Varavi pour 1
• Ghasem Zarei 3
چکیده [English]

Saturated hydraulic conductivity (Ks) is one of the most important physical features of soil that have wide usage in soil and water science. Measuring Ks carries on laboratory and field. Guelph permeameter (GP) method is one of the field measuring method for determining field saturated hydraulic conductivity (Kfs) above the ground water table. Well-shape-factor (C) is one important parameter needed to calculate Kfs, which related to pressure gradient of flow through the soil around the borehole. Several approximated analytical solution are presented to determine C, such as Porchet solution, Glover solution, half-source (Reynolds et. al.) solution. Numerical solution is obtained using finite difference by Reynolds et. al. (1985) and applied formulae fitted them by Zhang et. al. (1998). Developed theory of flow out a borehole corresponds the flow to hydraulic conductivity (Kfs) and soil matrix potential (?m) which can be obtained by measuring outflow in two different ponding depth in single hole .One of the restrictions of this method is the negative results that may be seen in some cases. In this research, the GP experiments were down in 18 holes of 3 cm radius and 60 cm depth in a loamy soil with different ponding head (H), (maximum and minimum H was 5 and 20 cm, respectively). Then the field saturated hydraulic conductivity (Kfs) was determined by two head analysis of GP, Richards, Laplace and Regression analysis with different solution methods for well shape factor (C). Results showed that if the Porchet method was used for C factor calculation, negative results have been minimized and other methods for the C calculation (Glover, Numerical and Half-Source) have been produced low to high negative results for (Kfs), respectivity. According to this study, the increasing of ratio of H2 to H1 will be caused a large number of (Kfs) values to be positive and also there were no significant differences between their means. In the Richards, Laplace and Regression analyses, the Glover, Numerical and Half-Source solution of C had the least deviation of mean, respectively. Analyses of Regression model with Numerical Solution of C has the nearest results with two head analysis.

کلیدواژه‌ها [English]

• Guelph analysis
• Guelph permeameter
• Saturated hydraulic conductivity
• Well shapes factor solutions