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STEADY-STATE SUBSURFACE DRAINAGE OF PONDED FIELDS BY RECTANGULAR DITCH DRAINS

Authors


  • Drainage souterrain par fossés et en régime permanent de champs rectangulaires inondés.

ABSTRACT

A comprehensive analytical solution is presented for the steady-state two-dimensional drainage problem of the water flow from a horizontal ponded surface into rectangular cross-section array ditches. The ditches partially penetrate into a homogeneous and isotropic porous medium of finite depth over an impervious layer. The solution includes the equations for drainage discharge into ditches, the drainage discharge through the seepage face and the water depth portion of a ditch, and seepage velocities along the ponded surface. The equations are obtained using the Schwarz–Christoffel transformation in the conformal mappings of the physical and hodograph planes on to an auxiliary plane. The proposed analytical solution is validated by comparing the results with the known experimental data and the other analytical works. The results of the analyses show that seepage velocity along the ponded surface water decreases with distance from the ditch and accordingly leaching of salts is non-uniform. Closer spacing between two adjacent ditches, shallower water depth in the ditches, and deeper depth of the ditches are advantageous in removing salts from fields. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Une solution analytique complète est présentée pour la question du drainage bidimensionnel en régime permanent de l'écoulement d'une surface horizontale inondée vers des fossés de section rectangulaire. Les fossés pénètrent partiellement dans un milieu poreux homogène et isotrope de profondeur finie au-dessus d'une couche imperméable. La solution comprend les équations pour le débit de drainage dans les fossés, le débit de drainage à travers la face de suintement et la partie immergée de la berge du fossé, ainsi que les vitesses d'infiltration le long de la surface inondée. Les équations sont obtenues en utilisant la transformation de Schwarz–Christoffel dans les applications conformes de plans physique et hodographe à un plan auxiliaire. La solution analytique proposée est validée en comparant les résultats avec des données expérimentales connues et avec d'autres travaux analytiques. Les résultats des analyses montrent que la vitesse d'infiltration le long de la surface diminue avec la distance au fossé et, en conséquence, de lixiviation des sels est non uniforme. Diminuer l'espacement entre deux fossés adjacents, réduire le tirant d'eau dans les fossés, augmenter la profondeur des fossés favorisent l'évacuation des sels hors du sol. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.

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