تاثير مقاومت ورودي بر مشخصه هاي هيدروليكي جريان در زهكشي زيرزميني

The Effect of Entrance Resistance on the Hydraulic Characteristics

به منظور تعيين و تحليل مقادير افت بارهاي ناشي از مقاومت ورودي و تقارب جريان نزديك شونده به زهكش ها، چندين روابط و مدل هاي ارايه شده توسط محققين، مورد بررسي قرار گرفت. از اندازه گيري هاي انجام يافته در يك سامانه زهكشي زيرزميني به عنوان اطلاعات مورد نياز مدل ها و بررسي صحت سنجي و تعيين مدل مناسب استفاده شد. مقادير بار آبي در بالاي لوله زهكش با استفاده از روش نوسان سنجي محاسبه گرديد. از مدل اوستربان نيز براي بررسي صحت مقادير حاصل از روش نوسان سنجي استفاده به عمل آمد . مقادير دبي محاسبه شده، تطابق بسيار خوبي با مقادير مشاهداتي نشان داد. همچنين براي محاسبه افت بار كل از معادله ارنست بهره برده شد. نتايج نشان مي دهد كه افزايش افت بار كل موجب كاهش بار جريان در ناحيه نزديك شونده زهكش مي گردد و اين كاهش داراي رفتار غير خطي است. از معادله هاي يانگز و هوفمن و نيز برنامه EnDrain كه برمبناي معادله هاي انرژي و دارسي استوار است در تعيين دبي زهكش ها استفاده شد. نتايج حاصل حاكي از دقت نسبي اين معادلات مي باشد.در حالت كلي، شاخص هاي آماري ضريب همبستگي (R)، جذر ميانگين مربع خطا (RMSE) و نمايه پراكندگي(SI) براي مقايسه نتايج حاصل از معادله هوفمن و مقادير مشاهداتي، به ترتيب برابر با 928/0، 0007/0 و 09/1 مي باشند. مقايسه اين ارقام با ارقام نظير حاصل از سه معادله: انرژي، دارسي و يانگز بيانگر ارجحيت مدل هوفمن در تخمين ميزان دبي زهكش ها مي باشد.

In order to determine and analyze the head losses caused by the combined effect of entrance resistance and approach flow convergence to drains, some known models were studied. The field data of an existing sub-surface drainage system were applied for evaluating the models and selecting the best one. The hodograph solution was employed to compute the water head, directly above the drain, while the Oosterbaan model was used to validate the hodograph results. Total head loss between two drains, was determined using Ernst equation. The results showed that increasing total head loss caused reduction of hydraulic head in approach flow region in a non-linear manner. Application of Youngs and Hoffman equations as well as EnDrain program based on energy and Darcy equations could simulate drain discharge to some extent. Hoffman equation gave some promising results among the others in term of R (0.928), RMSE (0.0007) and SI (1.09).