Doğrusal olmayan yeraltı suyu akım hızının dinamik iletkenlik değişimi ile tanımlanması


ALTUNKAYNAK A., ŞEN Z.

İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik, cilt.5, sa.1/1 1/2, ss.251-260, 2006 (Hakemli Dergi) identifier

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Cilt numarası: 5 Sayı: 1/1 1/2
  • Basım Tarihi: 2006
  • Dergi Adı: İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik
  • Derginin Tarandığı İndeksler: TR DİZİN (ULAKBİM)
  • Sayfa Sayıları: ss.251-260
  • İstanbul Medipol Üniversitesi Adresli: Hayır

Özet

Yeraltı suyu akım hızı (özgül debi), dinamik iletkenlik parametresinin de düşünülmesi ile klasik Darcy Kanunu 'nun yeni bir seçeneği olarak tanımlanmıştır. Yeraltı suyu akım hızı, doğrusal olmayan dinamik iletkenlik parametresinin mesafe ile değişimi olarak tanımlanmıştır. Bu tanım, hidrolik iletkenliğin ve hidrolik eğimin aynı anda değişmeleri durumunda yeraltı suyu akım hızının hesaplanmasına imkan tanımaktadır. Başlangıçtaki yeraltı suyu hareketinin hidrolik eğimin belirli bir eşik değerini aşması durumunda oluştuğu matematiksel olarak ispat edilmiştir. Hidrolik eğim sıfırdan farklı olsa bile yeraltı suyu harekeli oluşmayabilir. Yeraltı suyu hareketinin olabilmesi için hidrolik eğimin, eşik değerinden küçük olmaması gerekir.
Groundwater flow velocity (specific discharge) is defined as a new version of conventional Darcy law by considering dynamic transmissivity concept which is equivalent to the multiplication of piezometric head and hydraulic conductivity. Hence, the groundwater velocity is expressed as a non-linear spatial variation of the dynamic conductivity whereas the conventional Darcy law velocity is a a linear function of spatial piezometric variation only with a constant hydraulic conductivity factor. Although, in the conventional calculations, it is possible to take into consideration the spatial hydraulic conductivity changes by finite zonations of conductivity, but still the main cause of groundwater velocity is due to the piezometric head changes. The new definition gives a convenient expression for the simultaneous changes of the hydraulic conductivity and piezometric level in groundwater flow velocity calculations. On the other hand, it is mathematically confirmed that initial groundwater movement takes place only after the exceedence of a certain piezometric gradient threshold value. This is tantamount to saying that even the hydraulic gradient is not equal to zero there may not be groundwater movement which is an absurd conclusion with the conventional definition of groundwater velocity by the Darcy law. The new definition takes into consideration various non-linear flow possibilities in the groundwater studies.