موضوع مقاله: هدایت هیدرولیک | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # هدایت هیدرولیک | مقدمه: هدایت هیدرولیک ، با نماد K، نوعی ویژگی در خاک، سنگ و گیاهان آوندی است که سهولت جریان آب را در فضاهای خالی و شکاف‌ها نشان می‌دهد. | ## بخش 1: هدایت هیدرولیک | Ksat یا هدایت هیدرولیک حالت اشباع میزان توان جابجایی آب در حالتی که محیط اشباع است را نشان می‌دهد. دو رویکرد کلی برای تعیین میزان هدایت هیدرولیک آب وجود دارد: رویکرد تجربی، در این رویکرد هدایت هیدرولیک وابسته به ویژگی‌های خاک مانند پوکی، توزیع اندازه‌های گوناگون دانه‌های خاک در لایه‌های آن و بافت خاک است. رویکرد آزمایشگاهی، در این رویکرد هدایت هیدرولیکی را به کمک آزمایش‌های هیدرولیکی و استفاده از قانون دارسی بدست می‌آوریم. روش آزمایشگاهی خود به دو دسته بزرگ زیر تقسیم می‌شود: آزمون آزمایشگاهی بر روی نمونه‌های برداشته‌شده از خاک محل آزمون میدانی (آزمون درجا) که خود شامل دو زیرگروه‌است: آزمون‌های میدانی در اندازهٔ کوچک که به کمک مشاهدهٔ بلندی سطح آب در فضاهای خالی خاک انجام می‌شود. آزمون‌های میدانی در اندازهٔ بزرگ مانند آزمون پمپ یا آزمون تخلیه در چاه یا به کمک مشاهدهٔ نحوهٔ عملکرد سامانهٔ افقی زهکشی محل. آزمون‌های میدانی در اندازهٔ کوچک خود دوباره به دو زیرشاخهٔ دیگر زیر تقسیم می‌شوند: نفوذ به فضاهای خالی که در بالای سطح آب زیرزمینی قرار دارند. برآورد به کمک روش تجربی برآورد از روی اندازهٔ دانه‌ها شِفرد با بررسی اندازهٔ دانه‌ها توانست یک رابطهٔ تجربی برای برآورد تقریبی هدایت هیدرولیک به دست آورد: که در آن و پارامترهای تجربی بدست آمده از روی جنس خاک‌اند. هشدار: شفرد در سومین تصویری که نشان داده بود به روشنی از به جای استفاده کرده بود. او در شکلی که کشیده بود بر پایهٔ تحلیلی که از داده‌ها براساس تا بدست می‌آید، روش‌های گوناگونی را بسته به نوع ماده پیشنهاد کرده بود. | ## بخش 2: هدایت هیدرولیک | روش‌های PTF گوناگونی در دسترس است که در همهٔ آن‌ها تلاش می‌شود تا ویژگی‌های خاک مانند هدایت هیدرولیکی، اندازهٔ دانه‌های خاک و چگالی خاک (جرم دانه‌های خاک به حجم دانه‌ها و فضای خالی میان آن‌ها) به دست آورده شود. تعیین به کمک رویکرد آزمایشگاهی چندین آزمون آزمایشگاهی آسان و ارزان برای به دست آوردن هدایت هیدرولیکی خاک وجود دارد. آزمون‌های آزمایشگاهی ارتفاع آب ثابت روش ارتفاع ثابت آب معمولاً در خاک‌های دانه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این رویکرد به آب اجازه داده می‌شود تا در یک فشار یکنواخت (ارتفاع آب در لوله‌های فشار یکنواخت است) داخل خاک حرکت کند، در این حالت در یک بازهٔ زمانی معلوم حجم آب جابجا شده در طول نمونهٔ خاک را اندازه می‌گیرند. اگر مقدار آب جابجا شده، طول نمونهٔ خاک، سطح مقطع نمونه، مدت زمان لازم برای جابجایی مقدار آب در داخل نمونه و ارتفاع آب (در لولهٔ فشارسنج) باشد، آنگاه هدایت هیدرولیکی از رابطهٔ زیر به دست می‌آید: که در آن سرعت جریان آب است. با استفاده از قانون دارسی داریم: اگر گرادیان هیدرولیکی را با نمایش دهیم: که در آن اختلاف ارتفاع سطح آب در لوله‌های فشارسنج در دو سوی فاصلهٔ است. مقدار آب جابجا شده می‌شود: و هدایت هیدرولیکی یا برابر می‌شود با: افت ارتفاع آب یا بار افتان درحالتی که افت ارتفاع آب داریم، روش کاملاً با ارتفاع ثابت آب متفاوت است. این روش به ترتیب شامل گام‌های زیر است: سوراخی (با مته) بر روی خاک ایجاد می‌کنیم و تا عمقی که پایین‌تر از ارتفاع آب باشد پیش می‌رویم. که در آن Kh هدایت هیدرولیکی اشباع در جهت افقی است و یکای آن متر بر روز (m/day) می‌باشد. | ## بخش 3: هدایت هیدرولیک | H عمق آب در سوراخ که نسبت به ارتفاع آب در خاک سنجیده می‌شود و یکای آن سانتی‌متر است. با یکای سانتی متر، عمق متوسط آب در سوراخ نسبت به آب در خاک است و =(Ho+Ht)/۲ می‌باشد و D عمق کف سوراخ نسبت به ارتفاع آب در خاک است (سانتی متر). مقدارهای مرتبط توان جابجایی یک سفرهٔ آب زیرزمینی، می‌تواند از لایهٔ خاک تشکیل شده باشد. توان جابجایی در جهت افقی Ti برای لایهٔ خاک که ضخامت لایهٔ اشباع آن برابر با و هدایت هیدرولیکی افقی آن Khi است برابر است با: Ti = Khi توان جابجایی با هدایت هیدرولیکی افقی، Khi و ضخامت، نسبت مستقیم دارد. توان جابجایی برای اینکه بدانیم چه میزان آب می‌تواند در جهت افقی جابجا شود، اهمیت دارد؛ برای نمونه در یک چاه تخلیه. توان جابجایی کل یک سفرهٔ آب زیرزمینی (Tt) عبارت است از: Tt = Σ Ti = Σ Khi نماد سیگما، در عبارت بالا، نشانهٔ مجموع کل لایه‌های خاک است و = ۱، ۲، ۳،... -70754-54-1 On line: یادآوری می‌شود که، هنگامی که لایه‌ای از خاک بالای سطح آب قرار داشته باشد، آن لایه اشباع نیست و در جابجایی جریان نقشی ندارد. | ## جمع‌بندی | هرگاه ارتفاع آب در طول مسیر تغییر کند مقدار توان جابجایی نیز بسته به آن تغییر خواهد کرد.