صفحه 1:
مدل های نفوذ
(Infiltration Models)
@
صفحه 2:
Infiltration 3,3
فرآیند وارد شدن آب موجود در سطح به داخل خاک نفوذ 111116136101 نام دارد.
آبگذری ۵۲۵۱۵110۲
فرآیند حرکت آب نفوذ کرده در داخل خاک آبگذری ۳۵۲۵۱۵110۲ نام دارد.
Transpiration Rain
Evaporation
Runoff
Infiltration
ercolation ©
Up from Water Table
صفحه 3:
منحنی های نفوذ 0۱۳۷۵5 ۱۱۶۱۲۲۵1۱۵۳
الف: منحنی نرخ یا سرعت Infiltration Rate Curve igi
تغییرات سرعت نفوذ در طول زمان (زمان بارندگی)
(سرعت نفوذ: مقدار ارتفاع آب نفوذ يافته در واحد زمان)
Fine sand
نرخ نفوذ به حالت ثابت میرسد.
| ثابت همان آبگذری است.
اين نرخ ان آبگذری Fine Sandy Loam
Steady state or
Basic infiltration rate
Silt foam,
jon rate, depth/time
ed time or opportunity time
صفحه 4:
منحنی های نفوذ 0۱۳۷۵5 ۱۱۶۱۲۲۵1۱۵۳
ب: منحنی نفوذ تجمعی 0۱۳۷6 ۱۳۴۱۱۵۲۵11۵۳0 ۷6ناوابانت
تغییرات نفوذ تجمعی آب در طول زمان (زمان بارندگی)
FINE SAND,
] APPROACHES
‘STEADY-STATE RATE
© متسه
+ INFILTRATION (DEPTH)
صفحه 5:
منحنی های نفوذ 0۱۳۷۵5 ۱۱۶۱۲۲۵1۱۵۳
ج: منحنی حرکت Water Penetration Curve Jl ase
الگوی تغییرات عمقی آب در خاک
Wetting Front ©
depth
صفحه 6:
اندازه گیری نفوذ ۱۳۵۵5۱۱۲6۲۲6۲۲ ۱۱۶۱۱۵۲۵۲۱0۲
الف: استوانه مضاعف (Double Ring)
7
(Single Ring) »
صفحه 7:
آهمیت نفوذ
نفوذ از یکی از بخشهای مهم در چرخه آب است.
اصلی ترین و موثرترین عامل در تولید رواناب است.
یک عامل کلیدی در اکثر مدل هاى هیدرولوژیکی بارش رواناب است.
مدل های تجربی برآورد نفوذ
۱- در نظرنگرفتن تغییرات نفوذ : بیلان هیدرولوژی عمومی
اد قر نظركرفتن تغييرات نفوذة
ات بر اساس زمان : هورتون, كوستياكوف. كوستياكوف-لوييز. 50:5.
ات بر اساس رطوبت خاک: فیلیپ. گرین آمیت. هولتن.
35 -Y-\
صفحه 8:
General hydrologic budget بیلان عمومی هیدرولوژیکی
=Bi+P-E-T-ET-S-la- Bo
۴ نفوذ تجمعی(ا) با
: ورودیمرزی(رولنابورودیی
۴ بسایندگی
E تسبخیر
۲: گیرشگیاهی
ET تسبخیر و تسعرق
) ذخیرم (رودخانه. دریاچه و :5
(adie Li pled ebb |
Gah sat 9
صفحه 9:
مدل کوستیاکوف ۵06۱ Kostiakov
توسط آقای ۵۰/۷ ۰0511360۷ در سال ۱۹۳۲ ارائه شده است. فرض شده است که نرخ نفوذ تابع زمان
سرعت نفوذ :
کر توص ح ,رم
سس عحچمم مس سر
: سرعت نفوذ پس از زمان (It) 1
: نفوذ تجمعی پس از زمان )۱(
: ضریب تجربی 2<1
© سرب تجریی 1>1<۰
: يمان)
معادله كوستياكوف فقط ا زملنى صادق است
سرعت نفوذ معادل هدايت هيدروليكى نشود
(حدود ۲ تا ۳ ساعت)
صفحه 10:
مدل كوستياكوف-لوييز ۳۵۵6۱ ۱5 ۱۵5۱۵۵۷-۱۵۷۷
اغلب معادله کوستیاکوف اصلاح شده نیز نامیده می شود. توسط آقای 5أ6۷۷آبا اصلاح رابطه کوستیاکوف
و افزودن نرخ نفوذ ثابت به آن در سال ۱۹۴۸ ارائه شد. فرض شده است که نرخ نفوذ تابع زمان است.
سرعت نفوذ :
+
نفوذ تجمعی:
: سرعت نفوذ پس از زمان (/1) 1
نفوذ تجمعی پس از زمان (1) ۲
ضریب تجربی 2<0
:ضریب تجربی 1<۰>
: ظرفیت نفوذ ثابت /) >.
6 :یمان
صفحه 11:
مدل 55 (سازمان حفاظت خاک آمریکا) ۳۵۵06۱ SCS
این معادله توسط سازمان حفاظت خاک آمریکا براساس مدل کوستیاکوف برای محاسبه نفوذ تجمعی ارائه
شده است. فرض شده است که نرخ نفوذ تابع زمان است.
نفوذ تجمعی: +
و 0: ضریبتجربیو مربوط به خاکهستند.
پس از آزمایش نفوذ خاک منحنی نفوذ تجمعی خاک رسم می شود. این منحنی به روی گراف شماره
منحنی نفوذ رفته و شماره منحنی نفوذ مشخص ميشود. ضرایب 3 و 0 برای هر شماره منحنی نفوذ از
جدول بدست می آید.
wo pent
We dese O10 2 Fase OD ET SESE
صفحه 12:
4
Where q: water discharge, K: hydraulic conductivity of the soil,
and
: is the hydraulic gradient.
قانون دارسی نمی تواند مقدار و سرعت نفوذ در زمان مشخص را بیان کند.
معادله پیوستگی جریان نشان دهنده تفییرات حجم آب در حجم خاک در واحد زما
Where 6: is the moisture content of the soil,
صفحه 13:
معادله ریچارد ۴00۵106 ۳۱6۱۵۲۵5
آقای ریچارد با ترکیب قانون دارسی و معادله پیوستگی جریان معادله عمومی جریان در
محیط های متخلخل را ارائه نمود.
۷۷۵۵۲۵ 6: وز the moisture content of the soil, D: soil water
diffusivity, that combines conductivity and capillary pressure.
با استفاده از تعریف رابطه بین آب. پتانسیل ماتریک خاک و هدایت هیدرولیکی و
حل معادله ریچاد روابطی برای ت
نفوذ ارائه شده است.
صفحه 14:
۲۵۲۲۵۴۳5 ۵۵6۱ هورتون Ja
توسط آقای Robet E. Horton ارائه شد. فرض شده است که نرخ نفوذ تابع زمان است.
» Recall -_ yp سد
Richard’s SAS کر وراج ( &
Equation
~ Assume K and D نفوذ تجمعی:
are constants, 000 -
not a function of ا(- اه وک گام مر
902 K
: سرعت نفوذ پس از زمان (/۱) 1
: نفوذ تجمعی پس از زمان )۱(
: ظرفيت نفوذ نهايى (1/8) و : ظرفیت نفوذ اولیه (/)
© : ضريب نشان دهنده كافش نرخ نفوذ (1/6) CG Spd oll)
: يمان)
صفحه 15:
مدل فیلیپ ۳۸۵۵6۱ زانط
توسط آقای 0/۱10 ارائه شده است. فرض شده لست که نرخ نفوذ تابع رطوبت خاک لست.
تون 2. 1- 1
سر تر نفوفين 2 4 حر Recall »
Richard’s
Equation
Assume K and D LL = SL Sas >
are functions of 0,
not z
: سرعت نفوذ يس از زمان E(t)
: نفوذ تجمعی پس از زمان )۱(
: ضریب تجربی جذبی خاک (تایع مکش 0
| : ضریب مربوط به هدایت هیدرولیکی (/1)
dys: |
صفحه 16:
مدل كرين آميت Green-Ampt Model
توسط آقایان3۳66) و ۸۸۳۱۵۴ ارائه شده است. فرض شده است که نرخ نفوذ تابع رطوبت خاک است.
+ 8۵6۵۱۱ ۲۵5 _ WAO 1998 سرغت
Law S = FE +1
~ Assume K is
function of 0
In
: سرعت نفوذ پس از زمان (It) 1
: نفوذ تجمعی پس از زمان )1(
عمق مکش در مرز منطقه تر و خشک يا (۱) wetting front
© : هدایت هیدرولیکی /1) تغییرات رطوبت خاک 6 :زمان ()
صفحه 17:
مدل هولتن ۳۵۵6۱ ۲۵۱۵۵۴
توسط آقای ۲۱۵۱6۵1 ارائه شده است. فرض شده است که نرخ نفوذ تابع رطوبت خاک است.
p= GAS * +f, spree
: سرعت نفوذ يس از زمان )1/6(
أ6©: شاخمرشد كيام به صورتدرصدواز يشد (به صورتمنحنىهايىيرلىويرخئاز كياهان
ارلثه شده لست
: آب ذخیره شده در زون ريشه ([)
ظرفیت نفوذ ثابت 1/0)
