ارزيابي دقت كد كامپيوتري SEEP/W در برآورد دبي و نيمرخ ‏ سطح آب جريان درون محيط‌هاي متخلخل درشت دانه طويل

Accuracy of SEEP/W model in predicting seepage line and flow rate through lengthy coarse ‎porous medium

در اين مقاله نيمرخ‌هاي جريان‌هاي زيرسطحي درون محيط‌هاي متخلخل درشت دانه با استفاده از يك مدل عددي شبيه‌سازي شده و سپس با داده‌هاي آزمايشگاهي مورد مقايسه قرار گرفته است. با استفاده از مدل عددي SEEP/W كه مبتني بر روش اجزاي محدود مي‌باشد، شبيه‌سازي عددي جريان صورت گرفته است. مدل آزمايشگاهي شامل يك محيط متخلخل درشت دانه به طول 4/6 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 1 متر بوده و در مدل عددي نيز مصالح گوشه‌دار (تيزگوشه) شكسته به‌عنوان محيط‌هاي متخلخل تعريف گرديد. براي حالت‌هاي مختلف دبي جريان و سه شيب افقي، 4 و 3/20 درصد مدل‌سازي اجرا و نيمرخ ‏ جريان و دبي جريان نشت يافته محاسبه گرديده و نتايج حاصله با نتايج حاصل از داده‌هاي آزمايشگاهي مقايسه گرديد. نتايج نشان داد كه كاربرد مدل عددي SEEP/W در شبيه‌سازي جريان درون مصالح درشت دانه و سازه‌هاي سنگريزه اي همواره نتايج خوبي ارائه نمي‌كند و سبب كم برآوردي نيمرخ ‏ خط فرياتيك نسبت به نيمرخ ‏ مشاهداتي بخصوص در شيب‌هاي كم و همچنين مقدار دبي نشت يافته با توجه به شيب موردنظر وضعيت متفاوتي از خود نشان مي‌دهد. با وجود اين، نتايج نشان داد كه مدل عددي در شيب تند به‌خوبي توانسته است نيمرخ جريان را شبيه‌سازي نمايد.

In this paper, subsurface water profiles through coarse porous medium are investigated ‎numerically and then are compared with experimental data. Numerical simulations have been ‎conducted using SEEP/W model which is based on the finite element method. Laboratory model of ‎the porous medium has 6.4m length, 0.8m width and 1m height. Crushed materials were used as ‎porous media. Modeling scenarios were conducted for different values of flow discharges and ‎three bed slopes of 0, 4 and 20.3 % and then flow profiles and discharges were computed and ‎compared with those provided form experimental. The results indicated that application of ‎SEEP/W model for simulating flow properties through coarse materials and rockfill structures do ‎not always present satisfactory outputs, wherein in most cases specifically in low slopes ‎underestimated subsurface water profiles ( seepage line) compared to observed profiles. Also ‎computed flow discharge give a different behavior depend on bed slope and kind of materials. The ‎results of numerical model showed a good agreement in steep slope comparing to low slopes. ‎