برآورد ضرایب انتشار طولی رسوبات معلق درون محیط های متخلخل درشت دانه

Authors

جعفر چابک پور

عضو هیئت علمی-دانشگاه مراغه ابراهیم امیری تکلدانی

دانشیار-گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران محمد صدقی اصل

استادیار گروه خاکشناسی دانشگاه یاسوج

abstract

چکیده: سابقه و هدف: به دلیل اینکه رواناب خروجی از حوضه های آبریز همواره شامل مقدار زیادی از رسوبات ریزدانه و معلق می باشد کارایی سدهای سنگریزه ای که از مصالح سنگی درشت دانه ساخته می شوند برای تنظیم سیلاب های عبوری به مرور زمان و به دلیل ترسیب ذرات رسوبی در منافذ درشت دانه بدنه سد کاهش می یابد. به دلیل اینکه بخشی از سازه های ساخته شده با استفاده از مصالح سنگی درشت دانه جریان های حاوی رسوبات معلق را از خود عبور می دهند لذا فرایند ردیابی این نوع جریان ها از درون محیط های متخلخل مورد توجه قرار گرفته است. بررسی فرایند انتقال و انتشار رسوبات معلق از درون محیط های درشت دانه معمولاً با استفاده منحنی های رخنه انجام می گردد. این فرایند بیشتر برای آلودگی ها و در رودخانه ها، مجاری فاضلاب رو و محیط های متخلخل ریزدانه متداول بوده و محققان قبلی از تکنیک های زیادی از جمله حل تحلیلی، تکنیک تخمین پارامتر و روش های عددی برای مسائل فوق الذکر استفاده نموده اند ولی هنوز در رابطه با رسوبات معلق تحقیقات متقنی انجام نشده است. منحنی های رخنه خروجی از محیط متخلخل در بسیاری از مواقع متقارن نبوده و دارای چولگی می باشد لذا تعدادی از محققان پس از برداشت داده های صحرائی پی به این مساله برده و مدل جدید تری را تحت عنوان مدل ذخیره موقت ارائه نمودند. بعضی از محققان با در نظر گرفتن مساله عدم تقارن در منحنی های رخنه خروجی اقدام به ترکیب رابطه مرتبه اول تبادل جرم با معادلات انتقال و انتشار نموده و با اعمال شرایط اولیه و مرزی متنوع حل های تحلیلی خاصی را استخراج نموده اند. نکته مهم در این خصوص این است که در شرایط مشابهی از شرایط اولیه و مرزی می بایستی اقدام به استفاده از حل های تحلیلی نمود. به همین دلیل در بسیاری از موارد محققان اقدام به استفاده از روش های گشتاور های زمانی و مکانی بر اساس داده های آزمایشگاهی برداشت شده می نمایند. با تاکید بر موارد اشاره شده و نیز با توجه به اینکه تاکنون تحقیقات آزمایشگاهی منسجم و کاملی در زمینه مطالعه رفتار رسوبات معلق درون محیط های متخلخل درشت دانه انجام نشده است در این پزوهش در این زمینه تمرکز گردید. مواد و روش ها: در این پژوهش با ساخت نمونه آزمایشگاهی از محیط متخلخل درشت دانه و استفاده از رسوبات ریز دانه در محدوده بار معلق سعی شد تا یک سری داده آزمایشگاهی به منظور ردیابی فرایند انتقال و انتشار طولی رسوبات معلق برداشت شود. در این پژوهش با انتخاب دو قطر سنگدانه، چهار دبی درون گذر، و با اعمال گرادیان های متفاوت بر روی محیط، منحنی های رخنه رسوبات معلق خروجی از بدنه سازه های سنگریزه ای استخراج گردید. روش استخراج منحنی های رخنه به صورت برداشت نمونه آب از انتهای محیط بوده و پس از رد نمودن از کاغذ صافی و خشک کردن رسوبات، منحنی های غلظت زمان استخراج گردید. همچنین با استفاده از تکنیک تخمین پارامتر برای معادله کلاسیک انتقال-انتشار و نیز روش گشتاورگیری زمانی ضریب انتشار طولی رسوبات معلق استخراج شد. یافته ها: نتایج بدست آمده نشان داد که به دلیل ویژگی های ذاتی منحنی رخنه خروجی از درون بدنه سنگدانه ای، روش گشتاورگیری زمانی دارای دقت بهتری نسبت به معادله کلاسیک انتقال-انتشار بوده و همچنین با استفاده از روش پارامتر های ابعادی یک رابطه برای تخمین ضریب انتشار طولی بدست آمد که متوسط خطای نسبی آن برای تخمین ضریب انتشار 30 درصد می باشد و این مقدار در تحقیقات رسوبی قابل اطمینان می باشد. نتایج مربوط به آنالیز منحنی های رخنه خروجی از محیط متخلخل نیز نشان داد که منحنی های رخنه خروجی از محیط دارای دو بال صعودی و نزولی نامتقارن بوده که این به دلیل ذخیره موقت رسوبات درون محیط متخلخل درشت دانه می باشد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

برآورد ضرایب انتشار طولی رسوبات معلق درون محیط‌های متخلخل درشت‌دانه

چکیده: سابقه و هدف: به دلیل اینکه رواناب خروجی از حوضه‌های آبریز همواره شامل مقدار زیادی از رسوبات ریزدانه و معلق می‌باشد کارایی سدهای سنگریزه‌ای که از مصالح سنگی درشت‌دانه ساخته می‌شوند برای تنظیم سیلاب‌های عبوری به مرور زمان و به دلیل ترسیب ذرات رسوبی در منافذ درشت‌دانه بدنه سد کاهش می یابد. به دلیل اینکه بخشی از سازه‌های ساخته شده با استفاده از مصالح سنگی درشت‌دانه جریان‌های حاوی رسوبات معلق...

full text

تخمین ضرایب هیدرودینامیکی محیط متخلخل درشت دانه ای سنگ دانه ای

از میان روش¬های هیدرولیکی قانون دارسی به دلیل سادگی و تعداد کم پارامترهای مورد نیاز همواره مورد توجه بوده است. قانون دارسی در بعضی موارد پاسخگوی شرایط محیط نبود. در محیط متخلخل درشتدانه به علت منافذ درشت و سرعت بالای جریان، عدد رینولدز زیاد شده و قانون دارسی جوابگوی این قبیل محیط¬ها نیست. هر مولفه¬ی سرعت یک رابطه غیر خطی با گرادیان هیدرولیکی مربوط به خود را داراست و چون گرادیان هیدرولیکی تابعی ...

ارزیابی دقت کد کامپیوتری SEEP/W در برآورد دبی و نیمرخ ‏ سطح آب جریان درون محیط‌های متخلخل درشت دانه طویل

در این مقاله نیمرخ‌های جریان‌های زیرسطحی درون محیط‌های متخلخل درشت دانه با استفاده از یک مدل عددی شبیه‌سازی شده و سپس با داده‌های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. با استفاده از مدل عددی SEEP/W که مبتنی بر روش اجزای محدود می‌باشد، شبیه‌سازی عددی جریان صورت گرفته است. مدل آزمایشگاهی شامل یک محیط متخلخل درشت دانه به طول 4/6 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 1 متر بوده و در مدل عددی نیز مصالح گوشه‌دا...

full text

بررسی آزمایشگاهی تاثیر رسوبات درشت دانه بستر بر روند ته نشینی و تله اندازی رسوبات چسبنده معلق

یکی از عوامل مؤثر بر ته-نشینی و تله‌اندازی رسوبات چسبنده، جنس بستر می‌باشد. در این پژوهش با استفاده از فلوم دایره‌ای به بررسی تاثیر رسوبات بستر بر تله‌اندازی و ته‌نشینی رسوبات معلق در غلظت‌های گوناگون و تنش‌های برشی مختلف جریان پرداخته شده است. آزمایش‌ها در دو حالت بستر صاف و بستر با رسوبات درشت دانه (D50= 2.4 , 9.4 mm) برای غلظت‌های اولیه 5، 10 و 20 گرم بر لیتر و سرعت‌های جریان 14/0، 24/0 و 34...

full text

بررسی عددی گذر جریان از درون محیط متخلخل درشت دانه با سطح آزاد

شبیه سازی جریان درون محیط های متخلخل، کاربردهای متعددی در شاخه های مختلف علوم و مهندسی از جمله مهندسی منابع آب، محیط زیست، مهندسی شیمی، مهندسی نفت و هیدرولوژی آبهای زیرزمینی دارد. تا کنون در راستای درک بیشتر رفتار جریان درون محیط های متخلخل، مطالعات تئوریک و بررسی های آزمایشگاهی زیادی بر مبنای معادلات دارسی و فرشهایمر و ترکیب آنها با معادله پیوستگی صورت گرفته است. با توجه به اینکه هر شبکه از یک...

بررسی ضرایب انتشار طولی آلودگی‌های غیرواکنشی در محیط‌های سنگدانه‌ای

در بسیاری از جریان­های عبوری از بدنه سد­های سنگریزه­ای و یا زه­کش­های طویل سنگی شامل جریان درون­گذر دارای سطح آزاد، مدل­سازی فرایند­های جابجایی و انتشار آلایند­ه ها از مهمترین مباحث می­باشد. در این تحقیق با استفاده از محلول کلرید سدیم و حسگر­های هدایت الکتریکی که درون محیط سنگ­دانه­ ای کار گذاشته شده بود، اقدام به برداشت منحنی­های رخنه آزمایشگاهی شد و با استفاده از حل تحلیلی معادله جابجایی-انتش...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
پژوهش های حفاظت آب و خاک

جلد ۲۳، شماره ۶، صفحات ۳۱۷-۳۳۲

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023