اصلاح معادلات تجربي برآورد نشت با استفاده از تشابه ابعادي (كانال خاكي بلداجي، استان چهارمحال و بختياري)

Modifying empirical equations of seepage estimation using dimensional analysis (Boldaji earth canal, Chaharmahal and Bakhtiari province)

تلفات زياد از كانال هاي آبياري سبب شده كه پوشش دهي كانال هاي انتقال به عنوان يكي از راهكارهاي مهم در افزايش بازده انتقال آب مطرح شود. توجيه فني پوشش انهار خاكي نياز به بررسي ميزان نشت و نفوذ آب در آن ها دارد. در پژوهش حاضر، ميزان نشت و نفوذ از كانال خاكي بلداجي، شهرستان بروجن استان چهارمحال و بختياري، با بافت خاك لومي، با استفاده از مدل فيزيكي و روابط تشابه ابعادي، در محدوده دبي هاي 40 تا 100 ليتر در ثانيه اندازه گيري شد. بدين منظور از معادلات تجربي موريتز، اينگهام، هندوستان، مولس ورس و يني دوميا، آفنگندن و ديويسويلسون براي تخمين نشت و نفوذ استفاده شد. نتايج نشان داد پيش از اصلاح ضرايب معادلات، نتايج روش اينگهام بيشترين مقدار R2 (917/0) را با مقادير اندازه گيري شده دارد. در اين روش، متغيرهاي مستقل، عمق آب، طول كانال و محيط خيس شده مي باشند. ولي پس از واسنجي معادلات تجربي براي كانال مورد نظر و اصلاح ضرايب آنها نيز روش موريتز و اينگهام، با بيشترين مقدار R2 ( 90/0) و كمترين مقدار RMSE ( 2/3 ليتر) به عنوان روابط برتر تخمين نشت در منطقه مورد مطالعه تشخيص داده شدند. تمامي معادلات نشت، در ابتدا كم برآورد نشان دادند كه اصلاح ضرايب، منجر به رفع اين مشكل گرديد. استفاده از تشابه ابعادي و انتقال شرايط كانال به آزمايشگاه سبب كاهش هزينه و صرفه جويي در وقت شد كه با حصول نتايج قابل قبول و قابل مقايسه با مطالعات پيشين، مي توان به كارگيري اين روش را در شرايط كنتر ل شده ي آزمايشگاه براي مناطق مشابه نيز پيشنهاد نمود.

The high amounts of losses from irrigation canals have resulted in lining the conveyance canals being as an important measure in order to increase water conveyance efficiency. The economical justification of earthen canals lining requires investigating the amount of seepage and infiltration in such canals. In this study, using a physical model and dimensional analysis, the water seepage loss from Boldaji earthen canal, Borujen city, Chaharmahal and Bakhtiari province, with loamy soil, was determined in the range of 40 to 100 liters per second flow rates. The empirical equations such as Moritz, Ingham, Molesworth and Yennidumia, Offengenden, DavisWilson and Indian equations were chosen for seepage estimation. Results showed that before modifying the coefficients of equations, the results of the modified Ingham have the highest correlation coefficient (0.917) with measured values. Independent variables of this method are water depth, canal length and wetted perimeter. Allocating the highest value of R2 ( 0.90) besides the lowest value of RMSE (& 3.2 liters) in comparison with measured values, after the calibration of the empirical equations for the study region and modifying their coefficients, the modified Moritz and Ingham selected as the best methods. All equations estimated the seepage loss much smaller than the measured values, which was rectified after modifying the coefficients. Utilizing dimensional analysis and transferring canal conditions to laboratory was resulted in lowering costs and less time, that according to acceptable and similar to previous studies results, it could be suggested to apply in controlled conditions of laboratory for other regions.