محاسبه عمق جريان خروجي از محيط متخلخل درشت ‌دانه با جريان شعاعي

جريان عبوري از محيط متخلخل درشت دانه (جريان غيردارسي) به دو دسته جريان هاي موازي و جريان هاي شعاعي (همگرا) تقسيم بندي مي شوند. در جريان هاي غيردارسي شعاعي برخلاف جريان هاي غيردارسي موازي، فشردگي جريان وجود دارد. محاسبه عمق جريان خروجي در تحليل يك بعدي (تئوري جريان هاي متغير تدريجي) و دو بعدي (حل معادله پاركين) جريان ماندگار- غيردارسي از اهميت بالايي برخوردار است. به عبارت ديگر، عمق جريان خروجي در تحليل يك بعدي به عنوان نقطه شروع محاسبات پروفيل سطح آب و در تحليل دو بعدي به عنوان شرط مرزي پايين دست كاربرد دارد. طبق فرضيه استفنسون، مقدار عمق جريان خروجي از محيط متخلخل سنگريزه‌اي در جريان ماندگار برابر با عمق بحراني است. درحالي كه براساس بررسي هاي آزمايشگاهي پژوهشگران مختلف، عمق جريان خروجي از محيط متخلخل درشت دانه همواره بزرگتر از عمق بحراني بوده و ضريبي (Γ) از مقدار مذكور است. در پژوهش هاي قبلي، عمق جريان خروجي از محيط سنگريزه اي در حالت موازي بررسي شده است. درحالي كه در پژوهش حاضر، عمق جريان خروجي در حالت غيردارسي شعاعي براي اولين بار بررسي شده است. جريان اطراف چاه هاي مختلف حفاري شده نمونه اي از جريان غيردارسي شعاعي است. عمق جريان ورودي به چاه ها يا به عبارت ديگر عمق جريان خروجي از محيط متخلخل درشت دانه شعاعي در تحليل جريان ماندگار اهميت بسزايي دارد. در پژوهش حاضر، با استفاده از داده هاي آزمايشگاهي (دستگاه آزمايش نيمه استوانه اي شكل در مقياس بزرگ و ابعاد به قطر 6 و ارتفاع 3 متر) ثبت شده براي 10 ارتفاع مختلف آب پمپاژ شده در بالادست محيط سنگريزه اي و آناليز ابعادي، رابطه اي جهت محاسبه ضريب مذكور (Γ) ارائه شده است. رابطه ارائه شده تابعي از عمق آب در بالادست (h) و فاصله مركز چاه تا بالادست (R) مي باشد. نتايج پژوهش حاضر بيانگر آنست كه، ميانگين خطاي نسبي (Mean Relative Error (MRE)) بين عمق جريان خروجي ثبت شده در آزمايشگاه و عمق بحراني برابر با 83.43 درصد و در حالت استفاده از رابطه ارائه شده در پژوهش حاضر جهت محاسبه عمق جريان خروجي برابر با 3.53 درصد به دست آمده است.