بررسی آزمایشگاهی تاثیر نواحی نگهداشت آبشکنهای متخلخل بر شبیه سازی عددی انتقال آلودگی در روخانه ها

یکی از اهداف جانبی سازه های هیدرولیکی میتواند تامین سلامت و پایداری محیط زیست نیز باشد. آلودگی آب و کاهش کیفیت آن تهدیدی جدی برای سلامتی زمین بوده و رودخانه ها را به کانالی برای فاضلاب های صنعتی آلوده تبدیل خواهد کرد. یکی از روش های مدیریت آلودگی و افزایش توان خود پالایی رودخانه ها افزایش مدت زمان ماند آب در طول مسیر می باشد که با احداث سازه هایی همچون آبشکنهای متخلخل در مسیر جریان می توان به آن دست پیدا کرد. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی انتقال آلودگی با استفاده از ماده ردیاب NaCl در کانال آزمایشگاهی با مصالح بستر به قطر متوسط (D50) 85/11 میلیمتر، ضخامت 12 سانتی متر و طول 12 متر در تعداد مختلف آبشکن متخلخل ریزدانه یا درشت دانه از 1 تا 4 عدد پرداخته شد. برای شبیه سازی عددی روش های حل تحلیلی معادله انتقال-پراکندگی (ADE)، مدل عددی OTIS و همچنین حل مدل نگهداشت موقت (TSM) با استفاده از بهینه سازی روش گشتاورگیری زمانی استفاده شدند. نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که مصالح ریزدانه در بدنه آبشکنهای متخلخل در مقایسه با مصالح درشت دانه موجب کاهش غلظت اوج آلودگی (Cmax) میشود. بررسی نتایج نشان داد که وجود آبشکنهای متخلخل در مسیر جریان با افزایش تبادلات هایپریک موجب افزایش مدت زمان ماند ماده آلاینده در مسیر جریان شده بنابراین معادله انتقال-پراکندگی (ADE) به علت عدم در نظر گرفتن تبادلات نواحی نگهداشت دارای دقت پایین با ضریب همبستگی (R2) 71/0 تا 83/0 در شبیه سازی ها بوده است. از سوی دیگر، مدل OTIS که مبتنی بر مدل نگهداشت موقت (TSM) بوده با در نظر گرفتن نقش نواحی متخلخل آبشکنها در ذخیره موقت املاح دارای دقت بالا با ضریب همبستگی (R2) 91/0 تا 98/0 بوده است. ضرایب تخمینی پراکندگی طولی (Dx) و تبادل ناحیه نگهداشت (α) به روش گشتاورگیری زمانی در اغلب شبیه سازی ها از تخمین های مدل OTIS کمتر ارزیابی شدند.