Doğrusal Olmayan Yeraltı Su Akımlarının İncelenmesi

Abstract

Klasik Darcy Kanunu’nda yeraltı suyu akımı hesaplamalarında, akiferin hidrolik iletkenliğinin sabit kaldığı kabul edilir. Bu durumda yeraltı suyu hareketinin sadece piyezometrik seviye değişiminden (hidrolik eğim) kaynaklanması söz konusudur. Pratikte su kuyularında yapılan araştırmalarda, büyük hidrolik eğimlerin ortaya çıktığı ve hidrolik iletkenliğin kuyudan itibaren azaldığı görülmektedir. Literatürde, önerilen yamalı (patchy) akifer çözümlerinde, kuyu merkezinden itibaren hidrolik iletkenliğin kademeli olarak azaldığı ve her bölgede sabit olduğu gibi bazı katı kabuller yapılmaktan ileriye gidilememiştir. Halbuki pratikte, gözenekli ortamda hidrolik iletkenliğin kuyu cidarından itibaren sürekli olarak azaldığı bilinmektedir. Bu tezin amacı, permanan akım halinde kuyu çevresinde mesafe ile değişen hidrolik iletkenlik şartı göz önünde bulundurularak akifer parametrelerini akifer sınamaları ile tayin edebilmek için yeni yöntemler geliştirmek ve klasik Darcy Kanunu’nun doğrusal olmayan şeklini araştırmaktır. Basınçlı bir akiferdeki kuyu etrafında hidrolik iletkenlik değişiminin, radyal uzaklığın fonksiyonu olarak, doğrusal (lineer) ve üstel (eksponansiyel) şekilde azaldığı düşünülmüştür. Basınçlı akiferlerde permanan akım durumu formülleri, ana kuyudan itibaren hidrolik iletkenliğin doğrusal ve üstel değişimi için yeniden çıkartılmıştır. Bu yaklaşımların her biri, özel çözüm olarak klasik yaklaşımların formülasyonlarını vermektedir.

In groundwater flow computations, classical Darcy Law considers constant hydraulic conductivity. In this case, groundwater movement is a function of the changement of piezometric level (hydraulic slope) only. In practice, groundwater well researches indicated that big hydraulic slopes appear as a result of various factors such as the aquifer material heterogeneity including fractures\ solution cavities etc. and hence the front and hydraulic conductivity decreases within the well vicinity starting from the well. In literature, for instance in the case of patchy aquifer solutions, assumptions couldn’t go beyond of accepting that the hydraulic conductivity is decreasing gradually starting from the well center and is constant at every grade. However in practice, it is known that hydraulic conductivity decreases continuously starting from well periphery in the porous medium. The aim of this thesis is to develop new methods for determining aquifer parameters via aquifer tests, under permanent flow state by assuming hydraulic conductivity variation with radial distance and the non-linear version of Darcy law Variation of hydraulic conductivity around wells at a confined aquifer has been thought as a function of radial distance in a decreasing linear and exponential forms. Permanent flow state formulas for confined aquifers have been derived for linear and exponential variation of hydraulic conductivity from the main well. Both of these approaches reduce to the formulations of classical approaches in the case of constant hydraulic gradient as special solutions.