با توجه به موارد گفته شده، به وضوح می­توان اهمیت این مطالعات و پیشبرد آن به سمتی که نتایج حاصل از آن بیشترین کاربرد را در عرصه ­های صنعتی داشته باشد را درک کرد. لذا دستیابی به روش هایی بهتر برای مدیریت زمان و هزینه و نیز کنترل این پدیده و هدایت آن به سمتی که با اهداف ما هم راستا شود، انجام تحقیقاتی پیرامون شناخت هرچه بهتر آن و تحلیل رفتارش لازم و ضروری می­باشد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۱-۳- شرح مسأله :
تحقیق حاضر به منظورسنجش اعتبار روش­های آزمایشگاهی برای تخمین پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان با توجه ویژه به ضریب هدایت­هیدرولیکی، برای سه نوع خاک با دانه بندی متفاوت صورت گرفته است.
انجام آزمایشات با دو رویکرد ارزیابی پارامترهای آبخوان با انجام روش های مختلف آزمایشگاهی و مقایسه آن با مقادیر بدست آمده از روش های تجربی از یک سو، و از سوی دیگر مقایسه زمان رسیدن به تعادل در آبخوان هایی با دانه بندی های متفاوت، مقایسه تغییرات ایجاد شده در سطح آب زیرزمینی در صورت پمپاژ از چاه آب در خاک های مختلف و رسیدن به نتایجی پیرامون تحلیل رفتار آب زیرزمینی در نتیجه پارامترهای نظیر دانه بندی خاک می­باشد. لذا در هر بار آزمایش یک نوع خاک درون دستگاه قرار داده شد و مورد آزمایش قرارگرفت.
برای بدست آوردن ضرایب آبخوان که ضریب هدایت هیدرولیکی یکی از مهمترین آنها می­باشد روش های صحرایی، آزمایشگاهی و فرمول تجربی به کار برده می شود که البته از نظر صرف دقت و هزینه روش های صحرایی نسبت به دو روش دیگر پرهزینه تر است، لذا نیاز به یک روش آزمایشگاهی دقیق که بتواند ما را از انجام آزمایش­های صحرایی بی نیاز سازد، می­باشد. آزمون پمپاژ و آزمایش بارافتان و آزمایش ردیاب از روش های متداولی است که برای دستیابی ضرایب آبخوان استفاده می­شوند.
در این تحقیق با بهره گرفتن از این سه روش در آزمایشگاه، مقادیر ضرایب هدایت هیدرولیکی بدست آمده است، سپس با مقایسه خاک ها در زمان رسیدن به تعادل، گرادیان هیدرولیکی و شعاع تاثیر با بهره گرفتن از داده های آزمون پمپاژ با هم مقایسه شدند و ازنتایج آنها برای رسیدن به روابط کمی مورد نیاز استفاده شده است.
۱-۴- فرضیات :
با توجه به محدودیت های موجود در محیط آزمایشگاهی و عدم امکان بررسی تمام حالات و گزینه های پیش رو نتایج این تحقیق با در نظر گرفتن فرضیات زیر می­باشد.

1. 1. با توجه به محدودیت ابعاد دستگاه نتایج این تحقیق در محدوده شعاع تاثیر چاه صادق می باشد.

1. 1. آزمایش ها در شرایط خاک همگن و همسانگرد انجام شده است.

1. 1. آزمایش ها در حالت جریان دائمی انجام شده است.

1. 1. چاه تا بستر آبخوان نفوذ کرده است.

1. 1. خطوط جریان موازی می­باشند.

۶٫٫ شیب هر نقطه از جریان مساوی شیب سطح ایستابی در بالای همان نقطه می باشد.

7. 7. سطح ایستابی قبل از پمپاژ افقی باشد.

7. 7. آبخوان به صورت آزاد (غیرمحصور) می باشد.

۱-۵- دامنه تحقیقات :
آب­های زیرزمینی و شناخت آبخوان مورد توجه بسیاری از محققان در رشته­ های عمران، معدن، کشاورزی، زمین­ شناسی و منابع­طبیعی قرار دارد. در این مطالعه پمپاژ از چاه که اساسی ترین راه استفاده از آب زیرزمینی می­باشد شبیه سازی شده­است. چگونگی حرکت آب در خاک تحت گرادیان هیدرولیکی بررسی شده است، و چون در طبیعت تعویض خاک و بررسی چند نوع دانه بندی میسر نمی ­باشد در شرایط آزمایشگاهی با انجام این کار و انجام آزمایشات برروی سه نوع خاک با دانه بندی متفاوت این امکان فراهم شد تا بتوان خاک های مختلف را در پارامتر هیدرودینامیکی، زمان تعادل، گرادیان هیدرولیکی، شعاع تاثیر چاه و مخروط افت مقایسه کرد. لذا از نتایج بدست آمده می توان برای پروژه هایی که با مدیریت آب زیرزمینی چه در زمینه ذخیره، چه در مورد جلوگیری از نشت آب، ارزیابی زمان لازم برای انجام پروژه با توجه به نوع خاک، توسعه چاه به صورت طبیعی یا مصنوعی در زمینه های عمران، معدن، منابع طبیعی و جهاد کشاورزی می تواند کاربرد داشته باشد.
۱-۶- اهداف تحقیق
هدف از انجام این پژوهش دستیابی به موارد زیر می­باشد:
تعیین ضرایب هیدرودینامیکی وبه ویژه ضریب نفوذپذیری (هدایت هیدرولیکی آبخوان) از طریق سه روش آزمایشگاهی
مقایسه نتایج روش­های آزمایشگاهی با فرمول­های تجربی
بررسی ارتباط دانه بندی خاک با زمان رسیدن به تعادل در آبخوان
بررسی چگونگی حرکت آب در خاک های با دانه بندی متفاوت در اطراف چاه پمپاژ
بررسی ارتباط دانه­بندی خاک با گرادیان هیدرولیکی و شعاع تاثیر چاه
استفاده از این نتایج برای توسعه چاه
۱-۷- روش انجام تحقیق :
مدل­های ماسه­ای، مدل های فیزیکی کوچک شده ای از سیستم های جریان آب زیرزمینی است که امکان عبور آب یا سیال دیگری را از خلال ماسه یا یک محیط متخلخل دیگر فراهم می کند. مدل­های فیزیکی همچنین وسایل ارزشمندی برای آزمودن اعتبار فرضیه ­ها و فرض­های ساده شده­ای است که در تجزیه و تحلیل ریاضی سیستم­های جریان به کار برده می­ شود (صداقت ، ۱۳۸۷).
روش انجام این تحقیق به صورت آزمایشگاهی برروی یک مدل فیزیکی با نام دستگاه هیدرولوژی می­باشد که در فصل بعد به جزئیات آن و مراحل انجام آزمایش به طور مفصل پرداخته می­ شود.
۱-۸- ترتیب ارائه مطالب :
فصل اول این تحقیق به مقدمه و کلیات اختصاص دارد که شامل مقدمه، شرح مسأله، فرضیات مطالعه ، دامنه کاربرد تحقیق ، اهداف آن، روش انجام و … می باشد و به گونه ای به تحریر در آمده است تا خواننده با خواندن این بخش دیدی جامع نسبت به کل موضوع پیدا کند.
فصل دوم با عنوان ادبیات پژوهش شامل دو بخش مفاهیم و قوانین کلی و پیشینه پژوهش می باشد. در بخش مفاهیم اصول جریان آب در خاک و مفاهیم مربوط نشت و آب های زیرزمینی و هیدرولیک چاه ، روش های بدست آوردن ضریب هدایت هیدرولیکی آبخوان ارائه شده است. در بخش پیشینه پژوهش با مروری بر کارهای انجام شده قبل ، توضیح کوتاهی راجع به روش و نتایج حاصل از آن آورده شده است.
فصل سوم با عنوان روش تحقیق شامل : معرفی مدل فیزیکی، مطالعات خاک­شناسی، مطالعات هیدرولیکی، روش انجام آزمایش می­باشد. در قسمت معرفی مدل به بیان جزئیات دستگاه هیدرولوژی­، کارکرد و قابلیت های آن پرداخته شده­است. سپس چگونگی استفاده از مدل در انجام آزمایش های مختلف بیان شده است. مطالعات خاک­شناسی درباره مشخصات فیزیکی خاک مورد مطالعه و پارامترهای مهم در بحث نشت و آب­های زیرزمینی می­باشد. در قسمت مطالعات هیدرولیکی، برقراری شرایط دارسی مورد بحث قرار گرفته­است. بخش روش انجام آزمایش نیز برای هریک از حالات، نحوه انجام کار و پارامترهای مربوط به آن توضیح داده شده است.
فصل چهارم به بررسی و تحلیل داده ­های حاصل از آزمایش­ها اختصاص دارد. با ارائه نمودارها و روابط بدست آمده به تحلیل و تفسیر نتایج پرداخته شده است.
فصل پنجم با عنوان نتیجه ­گیری و پیشنهادات شامل نتیجه ­گیری کلی و پیشنهاداتی جهت مطالعات بعدی ارائه شده است.
در انتها نیز فهرستی از منابع و مآخذ مورد استفاده در این تحقیق آورده شده است.
فصل دوم
مطالعه آب شناسی تحقیق
۲-۱- مفاهیم و قوانین کلی
۲-۱-۱- جریان آب در خاک
۲-۱-۱-۱- گرادیان هیدرولیکی
طبق رابطه برنولی^[۱] ، بار آبی کل^[۲] یک نقطه آب در حال جریان، مجموع بار فشار، بار سرعت و بار ارتفاعی می­باشد. یعنی
(۲-۱)