شبيه‌سازي حل تحليلي، عددي و آزمايشگاهي نشت جريان ترانشه‌اي در زهكشي

در اين پژوهش حل تحليلي و عددي جريان ماندگار زهكشي در سه ترانشه مستطيلي، نيم‌دايره‌اي و مثلثي ارائه شد. حل تحليلي به‌كمك نگاشت همديس و تئوري پتانسيل مختلط و حل عددي در برنامه SEEP/W به‌روش اجزا محدود صورت گرفت. همچنين با طراحي يك مدل فيزيكي در آزمايشگاه مقدار جريان خروجي از لوله زهكش در پنج عمق10، 20، 30، 40 و 50 سانتي‌متر هر سه ترانشه اندازه‌گيري شد. به‌طوري‌كه بيشينه تخليه در شرايط آزمايش در ترانشه‏هاي مستطيلي، نيم‌دايره‌اي 40 سانتي‏متر و در ترانشه مثلثي 30 سانتي‌متر به‌دست آمد. دقت نتايج از اختلاف بين دو دبي بي‌بعد نشت از ترانشه (qs/ks) براي حل تحليلي و عددي با مقادير آزمايشگاهي در قالب دو آماره جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE) و ضريب تعيين(R2) سنجيده شد. مقدار RMSE حل تحليلي در ترانشه مثلثي 0.048، نيم‌دايره 0.061، مستطيلي0.071 با ضريب تعيين 0.99، 0.98 و 0.98 و در حل عددي به‌ترتيب 0.045، 0.056 0.041، با ضريب تعيين0.87، 0.97 و 0.97 به‌دست آمد. مقايسه بين نتايج شبيه‌سازي تحليلي و عددي با آزمايشگاهي نشان داد كه هر دو روش توانستند با دقت بالايي جريان ترانشه‌اي را شبيه‌سازي كنند. با اين حال دقت حل عددي در آزمايش حاضر به‌دليل در نظر گرفتن عمق ماندابي و شكل واقعي لوله زهكش مي‌تواند بيش از حل تحليلي باشد. در حل تحليلي لحاظ برخي ساده‌سازي‌ها و فرضيات مانند ناچيز بودن اثر عمق ماندابي روي خاك و به‌صورت خط در نظر گرفتن محيط دايره‌اي لوله مي‌تواند عامل كم تر بودن دقت كار باشد. ضمن آن كه هيدروليك جريان ورودي از منافذ به لوله زهكش در حل تحليلي و حل عددي نسبت به روش آزمايشگاهي لحاظ نشده است.