close

Enter

Log in using OpenID

5.Hafta Ders Notu

embedDownload
HİDROJEOLOJİ
6.Hafta
Gözenekli Ortam ve Akifer Özellikleri
Doç.Dr.N.Nur ÖZYURT
[email protected]
Suyun Yeraltında
Bulunuşu
Doygun olmayan zon
Kapiler Saçak
Su Tablası
Doygun zon
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
1
Gözenekli Ortamın Özellikleri
•
•
•
•
•
Gözeneklilik
Özgül verim
Özgül tutulma
Geçirgenlik
Hidrolik iletkenlik
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Darcy Yasası
Henry Darcy, 1855 yılında yaptığı deney ile gözenekli
ortamda akım için Darcy Yasasını geliştirmiştir.
Q, ha-hb ile doğru orantılı
Beslenim
Q, L ile ters orantılı
Kum ile dolu kolon
Q, K (hidrolik iletkenlik
katsayısı ile doğru orantılı
Boşalım
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
2
Darcy Yasasının Geçerliliği
Darcy Yasasına UYAN yeraltısuyu akımı
(laminer akım, düşük akış hızı)
Darcy Yasasına UYMAYAN yeraltısuyu akımı
(türbülanslı akım, Yüksek akış hızı)
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Darcy Yasası
ha: A noktası için hidrolik yük
hb: B noktası için hidrolik yük
h: hidrolik yük
L: akış yolu uzunluğu
 h − hb 
Q = − KA a

 L 
 dh 
Q = − KA 
 dL 
K: Hidrolik iletkenlik katsayısı Hidrolik eğim (i)
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
3
Akımın Yönü
ha: A noktası için hidrolik yük
hb: B noktası için hidrolik yük
ha>hb A dan B ye doğru
hb>ha B den A ya doğru akım gerçekleşir.
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Özgül Debi_Darcy Hızı (q)
q=
Q
A
 dh 
Q = − KA 
 dL 
q = −K
dh
dL
Gerçek Hız v =
q
ne
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
4
Birim hacim ağırlık (ɣ), akışkanın birim haciminin ağırlığıdır (kN/m3).
Dinamik vizkozite (µ), akışkanın akmaya karşı direncidir (kgm-1s-1).
Tane çapının karesi (d2), gözenekli ortamı oluşturan tanelerin çaplarının karesi (cm2)
Yoğunluk (ρ), akışkanın birim hacimdeki kütlesi (g/cm3)
Yerçekim ivmesi (g), bir cismin yerçekimi etkisi ile sahip olduğu ivmedir(9.8 m/s2)
Şekil faktörü (C), gözenekli ortamı oluşturan tanelerin paketlenmesini tanımlayan bir
sabit.
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Özgül Geçirgenlik (Ki)
Özgül Geçirgenlik (Ki), sadece gözenekli ortamın özelliklerine
bağlıdır. Birimi m2 dir.
Özgül Geçirgenlik (Özgül permeabilite) Birim ağırlık (ɣ), (g/cm3).
Dinamik vizkozite (µ), (kgm-1s-1).
2
i
Tane çapının karesi (d2), (cm2)
Yoğunluk (ρ), (g/cm3)
Hidrolik İletkenlik
Yerçekim ivmesi (g),.(9.8 m/s2)
Şekil faktörü (C)
K = Cd
γ 
 ρg 

K = K i   = K i 
µ
 µ 
Aynı gözenekli ortam içinde petrol ile suyun hareketini
karşılaştırınız?
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
5
Hidrolik İletkenlik (K)
Hidrolik iletkenlik katsayısı (K), hem gözenekli ortam hem de bu
ortamda hareket eden akışkanın özelliklerine bağlıdır. Genellikle
m/s birimi kullanılır.
Gözenekli ortamda akım;
Akışkanın birim ağırlığı (ɣ) ile doğru orantılı
Akışkanın dinamik vizkozitesi (µ) ile ters orantılı
Tane çapının karesi (d2) ile doğru orantılıdır.
Q=−
Cd 2γ
µ
A
dh
dL
Qαγ
Qα 1
µ
Qαd 2
 dh 
Q = − KA 
 dL 
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Jeolojik malzemeler
için hidrolik
iletkenlik katsayıları
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
6
Hidrolik İletkenliğin Sıcaklık ile Değişimi
Akışkanların yoğunluk ve viskozitelere sıcaklığa bağlı olduğundan hidrolik
iletkenlik sıcaklık ile değişir.
Akışkanın kimyasal kompozisyonu özgül gravite ve viskozitesini
değiştirdiğinden akışkanın kimyasal içeriği hidrolik iletkenliği değiştirir.
Q=−
Cd 2γ
µ
A
dh
dL
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Hidrolik İletkenliğin Belirlenmesi
• Hazen Yöntemi
• Permeametre Deneyi
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
7
Hazen Yöntemi
Etkili tane boyu 0.1-3.0 mm arasında (kum-çakıl) olan ortamlar için
uygulanabilir.
K = Cd 2
K: Hidrolik iletkenlik katsayısı (cm/s)
D10: etkili tane boyu (cm)
C: Şekil faktörü-sabit
C katsayısı
Kötü boylanmış çok ince kum
40-80
Kötü boylanmış iri kum
80-120
İyi boylanmış iri kum
120-150
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Permeametre Deneyi
Sabit Seviyeli
Permeametre Düzeneği
Qt =
KAt ( ha − hb)
L
K=
VL
Ath
Düşen Seviyeli
Permeametre Düzeneği
d t2 L  ho 
K = 2 ln 
dc t  h 
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
8
Permeametre Deney Düzeneği
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Sabit seviyeli permeametre düzeneği içine yerleştirilen orta iri kum
numunesi 15 cm uzunlukta ve örnek silindirinin kesit alanı 25 cm2’dir.
Hidrolik yük 5 cm olduğunda 12 dakikada 100 ml su toplanmıştır. Orta iri
kum boyundaki malzeme için hidrolik iletkenliği belirleyiniz?
VL
K=
Ath
K=
100cm 3 ×15cm
s
25cm 2 × 12dak × 60
× 5cm
dak
K = 0.017 cm/s =1.7 10-2 cm/s
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
9
Siltli ince kum içeren jeolojik malzemenin yerleştirildiği düşen seviyeli
permeametre düzeneğinin düşen seviye tüpü çapı 2 cm, örnek silindiri çapı
10 cm ve akış uzunluğu 15 cm’dir. Başlangıçtaki hidrolik yük 5 cm olup, 528
dakikalık süre sonunda hidrolik yük 0.5 cm ye düştüğüne göre hidrolik
iletkenliğini belirleyiniz.
d t2 L  ho 
K = 2 ln 
dc t  h 
K=
2 2 cm 2
×
10 2
15cm
s
528dak × 60
dak
 5cm 
× ln

 0.5cm 
K = 4.4 10-5 cm/s
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
Sabit Seviyeli
Permeametre Düzeneği
Düşen Seviyeli
Permeametre Düzeneği
d t2 L  ho 
K = 2 ln 
dc t  h 
VL
K=
Ath
Göreceli olarak daha
Göreceli olarak daha
YÜKSEK HİDROLİK İLETKENLİK
katsayılarının belirlenmesi için
kullanılır.
DÜŞÜK HİDROLİK LETKENLİK
katsayılarının belirlenmesi için
kullanılır.
Dr.N.Nur Özyurt 2014-2015 Güz
Dönemi
10
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
4
File Size
804 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content