Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
عاشرعاشرالال الحادىالحادى البابالباب
الجوفيةالجوفية مياهمياهالال حركةحركة
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١13 13 December, December, 20122012Akbar JavadiAkbar Javadi ١١
ھانى فرحات عبدالحميد. د
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
ةـــــمقدمف��ي الظ��روف الطبيعي��ة، تك��ون المي��اه الجوفي��ة ف��ي حال��ة حرك��ة وتس��مى المس��ارات الت��ي تس��لكھا
).Streamlines(جزيئات السائل المتتابعة في حالة الجريان المستقر بخطوط ا$نسياب
خطوط ا$نسياب تتحرك حول حبيبات الترب�ة المختلف�ة وتن�دمج ف�ي مم�رات ض�يقة ف�ي الترب�ة أو الصخر، وتختلف معد$ت الحركة على طول خطوط ا$نسياب حيث تك�ون س�رعته أعل�ى عن�دما
ف�ي ح�ين ت�نخفض س�رعة الجري�ان عن�د ) تتقارب خطوط الجري�ان(يمر السائل في ممرات ضيقة
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢
.الدخول في فراغات كبيرة
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
الوسط في ا$نسياب خطوط فيھا تظھر التي البطيئة والمتعرجة الملتوية الحركة من الرغم على
خطوط من لمجموعة تؤخذ عندما بمجملھا العملية أن إ$ ميكروسكوبي، بمقياس المسامي،
مرتبة تبدو المتجاورة ا$نسياب ھذا مثل .تقريبا متوازية جريان لخطوط مجموعات في تماما
Laminar الطبقي بالجريان يسمى الجريان flow والذي الجوفية للمياه بلالغا الجريان وھو
.انسبي منخفضة بسرعات يتميز
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٣
وبسرعات متعرجة منتظمة غير مسارات في الماء جزيئات تتحرك المضطرب الجريان في
.والجداول اTنھار في المضطرب الجريان ھذا مثل ويحدث عالية
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
تأثير الطبوغرافية على حركة المياه الجوفيةفي كثير من المناطق، فان تحدي�د اتج�اه حرك�ة المي�اه الجوفي�ة يمك�ن تحقيق�ه م�ن خ�Vل مش�اھدات
.طوبوغرافية علي سطح اTرض
. تعد الجاذبية اTرضية ھي القوة الدافعة والمھيمنة في حركة المياه الجوفية
، أثن��اء حركتھ��ا، حت��ى تص��ل س��طح "تنح��در "تح��ت الظ��روف الطبيعي��ة، تتح��رك المي��اه الجوفي��ة عل�ى ط�ول جوان�ب أو قيع�ان القن�وات أو المج�اري من خVل عين أو من خ�Vل التس�رب اTرض
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٤
عل�ى ط�ول جوان�ب أو قيع�ان القن�وات أو المج�اري من خVل عين أو من خ�Vل التس�رب .المائية
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
مياه تتطلب التي واTخرى المحلية لVستعما$ت الجوفية المياه فيھا تستخدم التي المناطق في
برك الصحية، النفايات دفن أماكن البالوعات، مواقع وضع يجب $ فإنه ،جيدة نوعية ذات
.السحب آبار من مرتفعة أماكن في اTخرى النفايات من التخلص وأماكن النفايات،
الخزانات في البيزومتري الضاغط مستوي فان الجوفية، المياه لسطح بالنسبة الحال ھو كما
.السحب مناطق إلي التغذية مناطق من منحدرا أيضا يكون المحصورة الجوفية
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٥
.السحب مناطق إلي التغذية مناطق من منحدرا أيضا يكون المحصورة الجوفية
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
التحقيق التجريبي لقانون دارسي
.ستمرارية$يمكن استنتاج المعادلة العامة لسرعة المياه الجوفية باستخدام قانون درسي ومعادلة ا
المياه الجوفية انسياب سرعة
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٦
علي الجوفي الجريان سرعة متوسط عن تعبر وھي دارسي حسب الجوفي )السريان( الجريان بسرعة "V" تسمي
.الجريان مقطع كامل
.المائي الضاغط تناقص باتجاه دائما يكون الجريان أن إلى تشير العVقة في السالبة اkشارة
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
السرعة الحقيقية للجريان
التربة لمسامية ا$عتبار في اTخذ دون التربة ةلعين الكامل المقطع عبر يحدث الجريان أن تفترض السابقة المعادلة
.التربة مسام خVل فقط تتحرك المياه أن حيث
:كاlتي )Va( للجريان الحقيقية السرعة علي نحصل ، المسامية بإضافة
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٧
=n( كانت إذا أنه يعني وھذا السرعة .دارسي حسب السرعة أمثال أربعة تساوي الحقيقية فالسرعة للتربة، )0.25
seepage( الرشح بسرعة تسمي الحقيقية velocity(.
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
):Validity of Darcy's Law(مدى ص.حية قانون دارسي
حالة في تطبيقھا يمكن دارسي معادلة أن الباحثين من العديد بھا قام التي الدراسات بينت
.واحد من أقل رينولد رقم كان إذا الجوفية المياه جريان
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٨
:Reرقم رينولد ويمثل النسبة بين قوة القصور الذاتي إلى قوة اللزوجة
:V) ثانية/متر(السرعة
d:(d10القطر الفعال (القطر المتوسط للحبيبات
ρ/µ=ν : )ثانية/٢ثانية أو سم/٢متر(معامل اللزوجة الكينماتيكي µ:معامل اللزوجة الديناميكي
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
تحديد معامل التوصيل الھيدروليكي
الطرق الحسابية بإستخدام الصيغ الرياضية -١
الطرق منھا، طرق بعدة المشبعة المناطق في (K) الھيدروليكي التوصيل معامل تحديد يمكن
.الحقلية والطرق المعملية، الطرق الرياضية، الصيغ باستخدام الحسابية
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٩
.الفراغات تأثير يصف وھو الشكل بمعامل ويسمي بعدي، $ معامل )c( حيث
:حيث
fs : ،عامل الشكل للحبيبات أو عامل الفراغاتfa :،عامل المسامية d :القطر المميز للحبيبات.
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
الطرق المعملية -٢
Constant)( الثابت الضغط ذو الجھاز -١ Head Permeameter
Falling)( المتغير الضاغط ذو الجھاز -٢ Head Permeameter
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٠
)Tracers( المحاليل باستخدام - ٣
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
بإستخدام المحاليل
الھيدروليكي التوصيل معامل تحديد يمكن
وصول زمن قياس طريق عن الحقل في
أو مراقبة بئري بين ملون مائي محلول
.فحص حفرتي
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١١
فلوروسين مثل الصبغات استخدام يمكن
الكالسيوم كلوريد مثل ا3م2ح أو الصوديوم
الثمن ورخيصة متوفرة وھي مائي كمحلول
.وآمنة الكشف وسھلة
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
الشكل يوضح مقطع عرضي في جزء من طبقة غير محصورة حاملة للمياه حيث تجري المياه وبعد ذلك يتم أخذ عينات Aبوضع المحلول الملون في الحفرة . Bإلى الحفرة Aمن الحفرة
.Bمن المياه من الحفرة
:يمكن حسابھا من المعادلةBإلى الحفرة Aالسرعة المتوسطة للجريان من الحفرة
Va = (k.h / n.L)
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٢
Va = (k.h / n.L)
k: معامل التوصيل الھيدروليكيn: المساميةh: A,B فرق الضاغط بين الحفرتين L: A,B المسافة بين الحفرتينVa: Va = (L/t) قةVالسرعة وتحسب من العt: زمن جريان المحلول
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
:المعادلتين بمساواة
L/t = (k . h / n .L)
k = n.L2/h.t
:منھا الحقلية الصعوبات من مجموعة بسبب تقريبية نتائجھا ولكن وسھلة بسيطة الطريقة ھذه
بينھما المحلول وصول زمن يكون سوف وإ= بعضھا من قريبتين الحفرتين تكون أن يجب -١
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٣
بينھما المحلول وصول زمن يكون سوف وإ= بعضھا من قريبتين الحفرتين تكون أن يجب -١
.جدا طوي2
إلى طريقه يضل ربما المحلول فإن بدقة الحفرتين بين ما الجريان إتجاه تحديد يتم لم إذا -٢
ويعقد مكلف العمل ھذا مثل ولكن للمساعدة حفر عدة عمل يمكن الحالة ھذه في B الحفرة
.التجربة
مختلفة ھيدروليكي توصيل معام2ت ذات طبقات عدة من مكون الجوفي الخزان كان إذا -٣
من أكبر ھيدروليكي توصيل معامل على للحصول يؤدي سوف للمحلول وصول أول فإن
.الجوفي للخزان المتوسط الھيدروليكي التوصيل معامل
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
:)١(مثال
L=L=2020
hh11,h,h22 == 1818..44//1717..11
t=t=167167 hrhr
n=n=00..2525
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٤
:الحل
k = n.L2/h.t
kk == [[00..2525**202022]/[]/[11..33*(*(167167//2424)]=)]=1111..11m/daym/day
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
طريقة حفر البريمة
المياه منسوب في التغير قياس على الطريقة ھذه تعتمد
حفرة من المياه من لحجم سريع إخراج بعد الجوفية
.الجوفي الخزان في محفورةمبطنة غير أسطوانية
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٥
إخراج بعد الماء مستوى في المقاسة الزيادة نسبة:
،)cm/sec( بوحدات الحفرة من الماء من لكمية سريع C: الجدول من هتحديد يمكن بعدي، = ثابت
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
الخزانات الجوفية متباينة الخواص
كما للصخر المكونة الحبيبات نوع حسب للصخور الھيدروليكي التوصيل معامل قيم تتغير
إلى مكان من الصخور من الواحد للنوع أيضا يختلف قد الھيدروليكي التوصيل معامل أن
.مكان
ھذا فإن جوفي للخزان المكونة الطبقات لكل متساوي الھيدروليكي التوصيل معامل كان إذا
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٦
ھذا فإن جوفي للخزان المكونة الطبقات لكل متساوي الھيدروليكي التوصيل معامل كان إذا
التوصيل معامل كان إذا حين في ،)homogenous( متجانس يسمى الخزان
متجانس بغير الخزان ھذا يسمى أخري، إلي طبقة من يختلف الھيدروليكي
)heterogeneous(.
في الجوفي الخزان فإن ا=تجاھات جميع في متساوي الھيدروليكي التوصيل معامل كان إذا
معامل اختلف إذا حين في .)isotropic( الخواص متماثل ناخز يسمى الحالة ھذه
متماثل غير أو الخواص متباين الخزان ھذا يكون آخر إلى اتجاه من الھيدروليكي التوصيل
)un-isotropic(.
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٧
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
:)٢(مثال
يمكنيمكن منھامنھا واحدةواحدة كلكل أفقيةأفقية طبقاتطبقات ثVثثVث منمن يتكونيتكون محصورمحصور غيرغير جوفيجوفي خزانخزان
التوصيلالتوصيل ومعاملومعامل مم١٠١٠ سمكھاسمكھا العلويةالعلوية الطبقةالطبقة ..ومتماثلةومتماثلة متجانسةمتجانسة إعتبارھاإعتبارھا
ومعاملومعامل مم٤٤..٤٤ سمكھاسمكھا الوسطىالوسطى الطبقةالطبقة ..يوميوم//مم٦٦..١١١١ھوھو لھالھا kk11 الھيدروليكيالھيدروليكي
ومعاملومعامل مم٢٢..٦٦ سمكھاسمكھا اTخيرةاTخيرة الطبقةالطبقة ..يوميوم//مم٥٥..٤٤ ھوھو kk22 لھالھا الھيدروليكيالھيدروليكي التوصيلالتوصيل
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٨
ومعاملومعامل مم٢٢..٦٦ سمكھاسمكھا اTخيرةاTخيرة الطبقةالطبقة ..يوميوم//مم٥٥..٤٤ ھوھو kk22 لھالھا الھيدروليكيالھيدروليكي التوصيلالتوصيل
الھيدروليكيالھيدروليكي التوصيلالتوصيل معاملمعامل أحسبأحسب ..يوميوم//مم٢٢..٢٢ ھوھو kk33 لھالھا الھيدروليكيالھيدروليكي التوصيلالتوصيل
معمع °°٤٥٤٥ زاويةزاوية يصنعيصنع إتجاهإتجاه فيفي وكذلكوكذلك ..والرأسيوالرأسي اTفقياTفقي اkتجاهاkتجاه فيفي المكافئالمكافئ
..اTفقياTفقي
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
الحل
=(10*11.6 + 4.4*4.5 + 6.2*2.2)/ (10+4.4+6.2) = 7.25 m/day
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ١٩
= 20.6/ [(10/11.6) + (4.4/4.5) + (6.2/2.2)] = 4.42 m/day
=0.182
kβ = 5.49 m/day
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
إتجاھات الجريان للمياه الجوفية
الضاغط والميل الھيدروليكي في السريان الجوفي )(Head and Hydraulic Gradient in Ground water Flow
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢٠
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
.الجوفية المياه حركة اتجاه يحدد Tنه أيضا مھم اTرضي الماء سطح ميل اتجاه -
حالة في البيزومتري الضاغط مستوي أو( اTرضي الماء سطح وميل عمق تحديد يمكن -
المحفورة اlبار في )الماء منسوب( المياه عمق قياس طريق عن )المحصورة الجوفية الخزانات
ھذه مثل لعمل .للبئر العلوي السطح وليكن محددة نقطة من القياس ويكون الخزانات ھذه في
عند اTرضي الماء وضع تحديد يجب فإنه اTرضي، الماء سطح ميل لتحديد الVزمة القياسات
.المنطقة في والمحدد الشائع القياس منسوب إلى بالنسبة بئر كل
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢١
.المنطقة في والمحدد الشائع القياس منسوب إلى بالنسبة بئر كل
الكلي الضاغط ينتج القياس، نقطة ارتفاع من متدفق غير بئر في المياه عمق بطرح -
)total head( البئر في.
:من يتكون الكلي الضاغط-
.)V2/2g( السرعة ضاغط + )P/γ( الضغط ضاغط + )z( )ا$رتفاع ( الوضع ضاغط
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
فإن لذا، يھمل، أن يمكن السرعة ضاغط فإن نسبيا، بطيئة الجوفية المياه حركة Tن نظرا
:عنصرين من فقط يتكون المVحظة آبار في الكلي الضاغط
position( الوضع ضاغط head( + الضغط ضاغط )pressure head(.
اتجاه في يكون $ قد أو قد الذي الكلي، الضاغط تناقص اتجاه في دائما الجوفية المياه تتحرك
:ھي )H( الكلي الضاغط معادلة وتكون الضغط، ضاغط تناقص
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢٢
:ھي )Ht( الكلي الضاغط معادلة وتكون الضغط، ضاغط تناقص
Ht = Z+ hp
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
حركة المياه الجوفيةتحديد
المياه مناسيب تساوي خطوط بخريطة با=ستعانة الجوفية المياه جريان اتجاه تعيين يمكن
.المناسيب تساوي خطوط علي عموديا دائما يكون والذي الجوفية،
المياه حركة اتجاه من كV لتعيين الطرق أبسط إن
ھي جوفي خزان Tي الھيدروليكي والميل الجوفية
لـثVثة التالية البيانات توفرت إذا المثلث طريقة
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢٣
لـثVثة التالية البيانات توفرت إذا المثلث طريقة
على ترتيب أي في الخزان ھذا في محفورة آبار
.الشكل في موضح ھو كما مثلث شكل
اlبار، لھذه الجغرافي الوضع -١
اlبار، ھذه بين المسافة -٢
.الثVثة اlبار من بئر كل عند الكلي الضاغط -٣
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
الجوفية المياه جريان اتجاه تحديد خطوات
الكلي الضاغط ذي البئر تحديد يتم -١
ضاغط أعلى فيه ليس الذي البئر أي المتوسط
.)٢( رقم بئر ضاغط، أقل و$
اlخرين البئرين بين المكان تحديد يتم -٢
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢٤
اlخرين البئرين بين المكان تحديد يتم -٢
للضاغط مساويا الضاغط يكون عنده والذي
.البئرالمتوسط في
المتوسط البئر بين مستقيم خط رسم يتم -٣
)٢( رقم الخطوة في تحديدھا تم التي والنقطة تساوي خط من جزء يمثل الخط وھذا
الضاغط يكون عليه والذي المياه منسوب
.المتوسط البئر في للضاغط مساويا الكلي
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
تساوي خط على عمودي خط رسم يتم -٤
ذي البئر من سواء المياه منسوب
ذي البئر من أو ا3على الضاغط
يكون الخط وھذا ا3قل الضاغط
.الجريان =تجاه موازيا
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢٥
بقسمة الھيدروليكي الميل حساب يتم -٥
والضاغط البئر في الضاغط بين الفرق
على المياه منسوب تساوي لخط
تساوي وخط البئر بين المسافة
.المنسوب
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
:)٣(مثال
..بئربئر كلكل عندعند الھيروليكىالھيروليكى والضاغطوالضاغط مVحظةمVحظة ابارابار ثVثةثVثة بينبين المسافةالمسافة منمن كلكل يبينيبين التالىالتالى الشكلالشكل
الھيدروليكىالھيدروليكى والميلوالميل الجوفيةالجوفية المياهالمياه حركةحركة اتجاهاتجاه حددحدد
:الحل
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢٦
Groundwater HydrologyZagazig University
Faculty of Engineering
Water & Water Structures Engineering Department
Thank you
December 13, 2012Hany Farhat Abd-Elhamid ٢٧13 13 December, December, 20122012Akbar JavadiAkbar Javadi ٢٧٢٧
