شبیه سازی جریان همگام در اطراف قنات با استفاده از روشهای عددی و نیمه- تحلیلی

در این تحقیق با استفاده از روش های عددی ، مدل modflow و روش های نیمه تحلیلی پراکندکی افت و با رآبی در اطراف تونل قنات و دبی ورودی به قسمت تره کار آن شبیه سازی و محاسبه گردید. در این روشها فرض بر این بوده است که تونل قنات به عنوان مرز هیدرولیکی خطی با شیب طولی 001/0 تا 003/0 و بار آبی پایدار و همراه با کاهش خطی بار آبی به سمت پایین دست می باشد. در همه ی این رو شها یک جریان منطقه ای یک بعدی به موازات محور تونل قنات و به سمت پایین دست آن در نظر گرفته شده است. در روش عددی با به کار گیری سلول های با بار آبی ثابت در سطوح مرزی جریان منطقه ای شبیه سازی گردیده است. و در حل نیمه تحلیلی شرایط جریان یک بعدی گفته شده با برهم نهش یک جریان یک بعدی به حل موجود اعمال گردیده است. حل تحلیلی به دو صورت همراه با مرزهای جانبی با بار آبی ثابت و بدون آنها انجام گردیده است. نتایج شبیه سازی های انجام داده شده نشان می دهد که محدوده ی افت اطراف کوره قنات به شکل دوکی می باشد که اگر خط هم افت 01/0 متر به عنوان مرز مخروط افت در نظر گرفته شود حداکثر پهنای مخروط افت در 2/0 طول تره کار از مادر چاه اتفاق می افتد. پهنای فوق برای کوره با طول تره کار 17 برابر ضخامت اشباع سفره و برای برای حالتی است که مرز با بارآبی ثابت در فاصله ی 17 برابر ضخامت از جوانب کوره قرار گرفته حدود 15 برابرضخامت سفره و برای حالت بدون مرز جانبی در 30 برابر ضخامت سفره در جوانب کوره قنات قرار میگیرد. این پهنا با تغییر ضریب نفوذپدیری سفره تغییر قابل ملاحظه ای ندارد. با بررسی حل های تحلیلی مشاهده گردید که بر هم نهش جریان یک بعدی بر دبی ورودی به قنات تاثیری ندارد و اختلاف بین شیب کوره و شیب سطح آب بر روی دبی ورودی موثر است. به ترتیب 25، 50 ، 75 و 100% دبی قسمت تره کار از فواصل نسبی75/0، 6/4، 11 و 75/28 برای حل عددی ، فواصل 25/0 ، 2/1، 9/2 و 25 برای حل تحلیلی با مرز های جانبی ثابت 102/0، 5/0، 4/1 و 34/12 برای حل تحلیلی با مرز های جانبی بی نهایت بدست آمده است. برازش معادلات خطی در مختصات های مختلف بر معادلات جریان یک بعدی کروی، استوانه ای و کارتزین نشان می دهد تا فاصله ی حدود 5/0 برابر ضخامت اشباع جریان تحت اثر تونل افق بصورت استوانه ی با محور افقی عمل میکند و در این فاصله اثر سقف و کف با مولفه ی جریان کارتزین در حال افزایش است. ار فاصله ی 5/0 تا حدود 2/1 برابر ضخامت اشباع از محور جریان استوانه ای با محور افقی و جریان کارتزین در حال کاهش است. و از حدود 2/1 برابر ضخامت به بعد جریان کارتزین و جریان استوانه ای با محور عمودی با مقادیر ثابت تا 10 برابر ضخامت اشباع ادامه می یابند.