بررسي آزمايشگاهي تأثير نواحي نگهداشت آبشكن هاي متخلخل بر شبيه سازي عددي انتقال آلودگي در روخانه ها

يكي از اهداف جانبي سازه‌هاي هيدروليكي ميتواند تأمين سلامت و پايداري محيط ‌زيست نيز باشد. آلودگي آب و كاهش كيفيت آن تهديدي جدي براي سلامتي زمين بوده و رودخانه‌ها را به كانالي براي فاضلاب‌هاي صنعتي آلوده تبديل خواهد كرد. يكي از روش‌هاي مديريت آلودگي و افزايش توان خود پالايي رودخانه‌ها افزايش مدت زمان‌ ماند آب در طول مسير مي‌باشد كه با احداث سازه‌هايي همچون آبشكنهاي متخلخل در مسير جريان مي‌توان به آن دست پيدا كرد. در اين پژوهش به بررسي آزمايشگاهي انتقال آلودگي با استفاده از ماده ردياب NaCl در كانال آزمايشگاهي با مصالح بستر به قطر متوسط (D50) 11.85 ميليمتر، ضخامت 12 سانتي‌متر و طول 12 متر در تعداد مختلف آبشكن متخلخل ريزدانه يا درشت دانه از 1 تا 4 عدد پرداخته شد. براي شبيه سازي عددي روشهاي حل تحليلي معادله انتقال-پراكندگي (ADE)، مدل عددي OTIS و همچنين حل مدل نگهداشت موقت (TSM) با استفاده از بهينه سازي روش گشتاورگيري زماني استفاده شدند. نتايج آزمايشگاهي نشان دادند كه مصالح ريزدانه در بدنه آبشكنهاي متخلخل در مقايسه با مصالح درشت دانه موجب كاهش غلظت اوج آلودگي (Cmax) ميشود. بررسي نتايج نشان داد كه وجود آبشكنهاي متخلخل در مسير جريان با افزايش تبادلات هايپريك موجب افزايش مدت زمان ماند ماده آلاينده در مسير جريان شده بنابراين معادله انتقال-پراكندگي (ADE) به علت عدم در نظر گرفتن تبادلات نواحي نگهداشت داراي دقت پايين با ضريب همبستگي (R^2) 0.71 تا 0.83 در شبيه‌سازي‌ها بوده است. از سوي ديگر، مدل OTIS كه مبتني بر مدل نگهداشت موقت (TSM) بوده با در نظر گرفتن نقش نواحي متخلخل آبشكنها در ذخيره موقت املاح داراي دقت بالا با ضريب همبستگي (R^2) 0.91 تا 0.98 بوده است. ضرايب تخميني پراكندگي طولي (Dx) و تبادل ناحيه نگهداشت (α) به روش گشتاورگيري زماني در اغلب شبيه سازي ها از تخمين‌هاي مدل OTIS كمتر ارزيابي شدند.