Vandens srautas prisotintose ir neprisotintose dirvose

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie vandens srautą prisotintose ir neprisotintose dirvose.

Vandens srautas prisotintuose dirvožemiuose:

Žinome, kad požeminis vanduo iš esmės yra paslėptas ir negali būti matomas ir suprantamas kaip paviršinis vanduo. Tačiau požeminio vandens saugojimas prisotintoje zonoje arba požeminio vandens rezervuare sudaro didelę visų vandens išteklių dalį. Kai kuriais atžvilgiais požeminio vandens rezervuarai yra panašūs į paviršinio vandens rezervuarus. Jie taip pat turi tam tikrą pajėgumą ir turi turėti iškrovimą ir papildymą. Vandens srautą prisotintoje dirvožemio zonoje pirmiausia reguliuoja Darcy įstatymas, kuriame teigiama, kad srauto per porėtą terpę greitis yra proporcingas pirmajam hidraulinio gradiento galingumui.

Jis gali būti išreikštas taip:

V = K i

arba Q = KA i

Kur Q yra dirvožemyje tekančio vandens kiekis.

jei yra pastovus, tai priklauso nuo dirvožemio poringumo ir pralaidumo, o tai vadinama medžiagos pralaidumo koeficientu arba hidrauliniu laidumu.

i yra galvos praradimas vieneto ilgiui arba hidrauliniam gradientui;

Matematiškai i = h ₁ - h ₂ / L

V yra vandens greitis dirvožemyje

A yra skerspjūvio plotas, per kurį teka vanduo.

Išvedant šią lygtį, Darcy manė, kad dirvožemiuose yra daug kapiliarinių vamzdžių, per kuriuos vanduo eina panašiai, kaip ir per vamzdžius. Kadangi greitis laminariniame sraute taip pat yra proporcingas pirmajam hidraulinio gradiento galingumui, srautas, laikantis Darcy teisės, iš esmės yra laminarinis. Taikant tą pačią analogiją, kaip ir srauto per vamzdžius, Reynoldo numerį galima naudoti kaip indeksą, skirtą nustatyti Darcy įstatymų taikymo sritį.

Reynoldo numeris išreiškiamas kaip

R = Vd / γ

kur V yra srauto greitis

d yra vidutinis grūdų skersmuo

γ yra skysčio kinematinė klampumas

γ = μ / ρ = Dinaminė skysčio klampumas / Skysčio tankis

Pastebėta, kad natūralioje ir dirbtinėje smėlio terpėje, kurios vienodas grūdelių dydis nukrypsta nuo laminarinės būsenos iki turbulentinės būsenos, R reikšmės yra nuo 1 iki 10, priklausomai nuo grūdų dydžio ir diapazono. Beveik visais atvejais požeminio vandens srautas gali būti vertinamas kaip laminarinis, todėl laikomasi Darcy įstatymų.

Vamzdžių gręžiniuose taip pat, kur siurbimo greitis yra gana aukštas, paprastai srautas paklūsta Darcy teisei iki šulinio. Bet šulinio pusėje. Dėl didelio siurbimo greičio jis gali tapti neramus. Vandens lentelės stebėjimas gali būti labai lengvai ir gana tiksliai atliktas, pažymint upių, upelių ir esamų šulinių lygius.

Vandens srautas neprisotintuose dirvožemiuose:

Darcy įstatymas dėl vandens srauto per sočius dirvožemius taip pat yra naudingas neprisotintoms dirvoms Vanduo visada teka mažėjančios energijos kryptimi. Taigi V = ki lygtis taip pat yra tikrosios neprisotintos dirvos. Skirtingai nei prisotintoje dirvožemyje, sumažėja skerspjūvio plotas, nes drėgmės kiekis yra mažesnis.

Jis taip pat sumažina pralaidumo rodiklius. Kitas nesudėtingo dirvožemio komplikacijos yra neigiamo slėgio matavimas. Dėl prisotintų dirvožemių energiją galima labai gerai išmatuoti įterpiant pjezometro vamzdžius į dirvą. Be vandenyje esančių nesočiųjų dirvožemio masių taip pat yra garų srautas. Labai sunku išmatuoti garų srautą per dirvožemį. Garų srautas didėja mažėjant dirvožemio drėgmei. Taigi vis dar neįmanoma tobulai analizuoti vandens srauto per nesotintą dirvožemio zoną.