سابقه و هدف: احداث کف بندها و بندهای انحرافی که بر روی بسترهای آبرفتی ایجاد می شوند، نقش مهمی در حفاظت بستر رودخانه ها ایفا میکنند. طراحی این سازهها بر روی پیهای نفوذپذیر، نیازمند تعیین گرادیان خروجی و نشت بعد از انتهای پایین دست سازه میباشد که این مهم با تحلیل جریان نشت انجام میگیرد. جریان نشت می تواند در داخل و یا از زیر سازههای هیدرولیکی و هم چنین از بستر کانالهای روباز رخ دهد. یکی از روشهای موجود جهت بررسی جریان نشت و حل معادله لاپلاس، استفاده از روشهای تحلیلی میباشد که معمولاً بر اساس تئوری نگاشت همدیس استوار است. گرادیان هیدرولیکی در انتهای پایین دست و دبی نشت عبوری از زیر بند انحرافی می تواند توسط دیواره آببند کنترل شود. در مقاله حاضر، روابط تحلیلی به صورت فرم بسته برای معادله تغییرات گرادیان هیدرولیکی و دبی نشت نسبت به فاصله از انتهای پایین دست سازه، با آرایشهای مختلف قرارگیری دیواره آب بند، که محیط متخلخل زیرین آن با عمق نامحدود میباشد ارائه شده است. مسأله برای چهار حالت مختلف دیواره آب بند قائم در انتهای پایین دست، دیواره آببند قائم در انتهای بالادست، دو دیواره آب بند قائم با طول های مساوی در بالادست و پایین دست و سازه با کف مدفون حل شده است. مواد و روشها: در این مقاله، با استفاده از تئوری نگاشت همدیس و یک دیدگاه ساده بر پایه معادله دارسی، در حالت گسترش نامحدود محیط متخلخل زیر سازه، معادلات گرادیان هیدرولیکی و دبی نشت نسبت به فاصله از پایین دست سازه به دست آمدهاند که درواقع، توسعه راه حل پاولوفسکی به حساب می آید. در تئوری نگاشت همدیس از تبدیل شوارتز- کریستوفل استفاده می شود. یافته ها: با توجه به معادلات به دست آمده، نمودارهای بی بعد برای تغییرات گرادیان هیدرولیکی و دبی نشت عبوری از زیر سازه، نسبت به فاصله از انتهای پایین دست و هم چنین طول سازه تولید شده اند. با فرض این که b بعد طول سازه، s عمق آببند، s انتهای پایین دست و d عمق مدفون شدگی سازه باشند، تغییرات مقدار گرادیان هیدرولیکی در یک مقدار ثابت b / s یا b / d با افزایش فاصله از پایین دست سازه کاهش می یابد و نیز در یک مقدار ثابت x/s یا x/d، با افزایش b / s یا b / d، شاهد افت مقدار گرادیان هیدرولیکی خواهیم بود. با هدف محدود کردن نشت به مقداری مشخص که از طول معینی در انتهای پایین دست سازه خارج می شود، مقدار b/s در حالت وجود آب بند در بالادست به ترتیب بیش تر از دو آببند، آب بند در پایین دست و سازه با کف مدفون می باشد. نتیجه گیری: با توجه به نمودارهای به دست آمده و تحلیل آنها، نتایج نشان میدهند که تأثیر وجود آب بند در پایین دست در کاهش دبی نشت بیش تر از سایر حالتها و مقدار گرادیان هیدرولیکی در حالت سازه با کف مدفون کم تر از سایر حالتها می باشد.

کلمات کلیدی