شبيه‌سازي عددي و تخمين ضريب پراكنده‌پذيري عرضي آلاينده امتزاجپذير آب شور در يك محيط متخلخل ناهمگن و همگن

نابود شدن منابع آب‌هاي زيرزميني در مناطق ساحلي به‌علت پيشروي آب شور در آبخوان‌هاي اين نواحي در حال حاضر يكي از مسائل مهم در تأمين نياز‌هاي آبي در اين مناطق است. در نواحي ساحلي، آب شور به‌صورت يك گوه از زير، وارد آبخوان مي‌شود. با توجه به تفاوت چگالي موجود بين آب شور و شيرين يك ناحيه بينابيني بين دو سيال شكل مي‌گيرد. به‌منظور درك بهتر از اهميت اين موضوع، آزمايش‌ها و تحقيقات عددي جريان‌هاي وابسته به غلظت و انتقال ماده‌ي حل‌شده به‌وسيله تانك پر‌شده از نمونه ماسه‌هاي متنوع، كمك زيادي براي دستيابي به اين مهم خواهد كرد. در اين پژوهش، تانك ماسه‌اي واقعي مذكور، توسط نرم افزار SUTRA شبيه‌سازي شد. اين شبيه‌سازي شامل پيكربندي، گسسته‌سازي، تخصيص ويژگي و تعيين شرايط مرزي است. در نهايت ضريب پراكنده‌پذيري عرضي در مقياس ماكروسكپي براي سناريوهاي مختلف انتقال ماده‌ محلول در اين تانك براورد شد. هدف از انجام اين پژوهش، تحليل پراكندگي جريان، هنگام اختلاط آب شور و شيرين و اثر سرعت منفذي جريان، غلظت منبع آلاينده و ناهمگني محيط متخلخل بر خاصيت پراكنده‌پذيري جريان است. در اين پژوهش، پس از بررسي تأثير شرايط مرزي متفاوت در مدل SUTRA بر پيشرفت هاله‌ آلودگي آب شور، شبيه‌سازي مدل نمونه ماسه‌هاي ناهمگن و مقايسه نتايج آن با مدل آزمايشگاهي و مدل همگن انجام شد. به عنوان نتيجه‌اي كاربردي از انجام اين پژوهش، نمودار تغييرات ضريب پراكنده‌پذيري عرضي، نسبت به غلظت منبع ورودي و سرعت واقعي جريان ترسيم شد. در شبيه‌سازي عددي محيط ناهمگن در تمام غلظت‌ها به‌استثناي غلظت C0=35000، با افزايش سرعت جريان، مقادير ضريب پراكنده‌پذيري عرضي AT محاسبه شده توسط SUTRA كاهش يافت. در تمام سرعت‌ها به‌استثناي سرعت m/day4u= با افزايش غلظت منبع ورودي، AT براورد‌شده، افزايش پيدا كرد. همچنين مقادير ATبدست آمده از مدل SUTRA بيشتر از مقادير AT آزمايشگاهي به‌دست آمد. در شبيه‌سازي عددي محيط همگن، براي تمام سرعت‌ها، با افزايش غلظت ورودي C0، ضريب پراكنده‌پذيري عرضي AT افزايش يافت. با توجه به نتايج كاربردي حاصل شده، مي‌توان راه‌حل مناسبي براي بهبود كيفيت آب‌هاي زيرزميني و جلوگيري از اختلاط منابع آبي شيرين و شور ارائه داد.