تعيين محل دقيق سطح آزاد نشت با استفاده از روش هاي اجزاي مرزي

به طور كلي به منظور تعيين محل سطح آزاد نشت از روش هاي مختلفي(راه حل ها فرمول هاي تقريبي و تجربي و يا حل از طريق رسم شبكه جريان) استفاده مي گردد. روش هاي تحليلي حل تراوش در محيط هاي متخلخل مبتني بر حل معادله ديفرانسيل حاكم با استفاده از فرضيات ساده كننده مي باشد. اين فرضيات در شرايط خاص قابل قبول هستند و لذا دامنه كاربرد روش هاي تحليلي محدود به مسائل با هندسه خاص و شرايط مرزي خاص مي شود. همچنين مي توان از روش هاي مختلف عددي نظير روش تفاضل هاي محدود، روش اجزاي محدود، و روش حجم هاي محدود نيزدر تعيين محل سطح آزاد نشت بهره گرفت .
در اين مقاله از روش اجزاي مرزي كه از جمله روش هاي عددي است براي حل معادله حركت آب در محيط هاي متخلخل استفاده شده است و با گسسته سازي معادله تراوش به روش اجزاي مرزي و همچنين حل تحليلي معادلات حاصل از منقطع كردن معادله تراوش در حالت كلي(غيرهمسان، غيرهمگن) محل سطح آزاد، مكان خروجي آب در پايين دست سد محاسبه مي كند. بايد توجه داشت كه دانستن محل دقيق سطح آزاد نشت منجر به يافتن محل هايي كه بايد در هنگام ساختن سد خاكي به آن توجه ويژه داشت مي گردد.
روش اجزاي مرزي از دقيق ترين روش هاي حل معادلات باي هارمونيك مي باشد كه با توجه به قابليت حل تحليلي اين معادلات توسط اين روش، سرعت و دقت روش اجزاي مرزي را بسيار زياد خواهد نمود. همچنين توانايي بسيار زياد اين روش در مدل كردن محيط هاي متخلخل و همچنين مرز هاي پيچيده موجب توجه بسياري از محققان به اين روش شده است. اگرچه پيچيده بودن معادلات در اين روش از ساير روش هاي محاسباتي بيشتر مي باشد اما دقت بسيار زياد آن موجب استفاده از اين روش در اين مقاله گرديده است.