بررسي آزمايشگاهي و عددي تبادلات هايپريك در حفره برداشت شن و ماسه

مصالح رودخانه‏اي به علت دسترسي آسان و اندازه ذرات مناسب همواره نقش مهمي در صنعت ساخت‏وساز ايفا مي‏كند. استخراج شن و ماسه غيراصولي مي‌تواند باعث از بين رفتن محيط‏زيست آبي و اختلال در اكوسيستم رودخانه شود، لذا ضروريست كه از رويكردهاي پايدار براي كاهش تأثيرات منفي بر محيط‏زيست استفاده شود. يكي از تأثيرات برداشت شن و ماسه، تأثير آن بر ناحيه هايپريك است. ناحيه هايپريك، منطقه‏اي اشباع بلافاصله زير بستر رودخانه است كه تبادل آب سطحي و زيرزميني در آن رخ مي‏دهد و تأثير مستقيم بر اكوسيستم آبي دارد. با توجه به فرسايش بستر رودخانه در اثر برداشت غيراصولي، الگوي هيدروديناميكي جريان درون حفره تغيير كرده و مي‌تواند بر تبادلات هايپريك تأثير داشته باشد. پژوهش‏هاي زيادي در زمينه تأثير شكل بستر رودخانه بر روي الگوي جريان هايپريك و مشخصات آن انجام شده است در حالي‏كه در خصوص تأثير حفره برداشت بر تبادلات هايپريك مطالعه‏اي صورت نگرفته است. در اين تحقيق اثر طول حفره و عمق آب بر مشخصات ناحيه هايپريك شامل ميزان تبادلات هايپريك، زمان ماند و حداكثر عمق نفوذ مورد مطالعه قرار گرفت. براي شبيه‌سازي جريان سطحي و زيرسطحي به‏ترتيب از نرم‏افزارهاي فلوئنت و كامسول استفاده شد. تجزيه و تحليل نتايج نشان داد كه افزايش طول حفره برداشت، موجب افزايش زمان ماند، عمق نفوذ و كاهش درصد دبي تبادلي مي‏گردد. هم‏چنين افزايش عمق آب باعث افزايش دبي تبادلي مي‏شود و توزيع فراواني زمان ماند از الگوي لوگ‏نرمال و مقادير حدي تعميم يافته پيروي مي‏كند.