بررسی تأثیر پوشش گیاهی بر ضریب پخش آلودگی در یک کانال مستطیلی

انتقال جریان و انتقال جرم بشدت تحت تأثیر پوشش گیاهی موجود در رودخانه ها، کانال ها و تالاب ها قرار دارد. پوشش گیاهی هم بر مقدار جریان و هم بر ساختار آشفته جریان تأثیر می گذارد و بنابراین فرآیند های انتقال و پراکندگی نیز تحت تأثیر قرار می گیرند. هدف از پژوهش بررسی تأثیر پوشش گیاهی بر ضریب اختلاط عرضی جریان و همچنین تغییرهای ساختار جریان در حضور پوشش گیاهی با تراکم های مختلف می باشد. آزمایش های ردیابی و اندازه گیری های سرعت در دو فلوم آزمایشگاهی مستطیلی که فلوم اول به طول 7 متر، عرض 0/32 متر و ارتفاع 0/35 متر در دانشگاه صنعتی و فلوم دوم به طول 20 متر، عرض 0/6 متر و ارتفاع 0/6 متر در دانشگاه شهرکرد قرار داشت انجام گرفت. آزمایش ها در دو قسمت انجام گرفت: 1) قسمت اول در فلوم 0/32 متری و به منظور بررسی تأثیر تراکم پوشش گیاهی بر ضریب اختلاط عرضی صورت گرفت. در این قسمت پوشش گیاهی بوسیله استوانه های چوبی به قطر 6 میلیمتر و ارتفاع 130 میلیمتر شبیه سازی شد و در چهار تراکم مختلف در کف فلوم نصب گردید. 2) قسمت دوم در فلوم 0/6 متری و به منظور بررسی تأثیر نسبت ظرافت جریان بر ضریب اختلاط عرضی در حضور پوشش گیاهی صورت گرفت. در این قسمت از خوشه های گندم به ارتفاع میانگین 120 میلیمتر به عنوان پوشش گیاهی استفاده شد. از مکانول رقیق شده کلرید سدیم با غلظت مشخص به عنوان ماده ردیاب استفاده شد. غلظت ها در 4 مقطع در پایین دست مکان تزریق و در هر مقطع 15 نقطه اندازه گیری گردید. ضریب اختلاط عرضی با استفاده از روابط ساده شده معادله بقای جرم برای تراکم ها و نسبت عرض به عمق های مختلف محاسبه گردید. از آنجا که برای اندازه گیری سرعت از دستگاه سرعت سنج صوتی سه بعدی استفاده شده است، توزیع سرعت، تنش های رینولدز و شدت آشفتگی جریان نیز برای تمامی حالت ها مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد که مکانیزم تبادل و انتقال جرم بین منطقه آزاد جریان و ناحیه درون پوشش گیاهی بر فرآیند انتشار ماده ردیاب تأثیر گذار بوده و تا یک تراکم خاص کنترل اولیه توسط تراکم پوشش گیاهی صورت می گیرد. با افزایش تراکم پوشش گیاهی طول ناحیه ای که در آن جریان های ثانویه رخ می دهند کاهش یافته و در نتیجه فرآیند اختلاط کمتر می شود.ولی با افزایش بیشتر تراکم پوشش گیاهی دیگر رابطه خطی بین تراکم پوشش گیاهی و طول ناحیه ای که در آن جریان های ثانویه رخ می دهد وجود نداشته و فرآیند اختلاط افزایش پیدا می کند. با فرض ثابت بودن عرض کانال، با افزایش نسبت عرض به عمق طول ناحیه ای که در آن جریان های ثانویه رخ می دهد کاهش یافته در نتیجه فرآیند اختلاط و ضریب اختلاط عرضی نیز کاهش پیدا می کنند.