بررسی اثرات صفحه مثلثی بر توزیع غلظت آلاینده و الگوی جریان در کانال‌های مستقیم

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 2، دوره 32، شماره 3 - شماره پیاپی 27، مرداد 1398، صفحه 17-34   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v32i3.70258

نویسندگان

الهام یباره پور^* ؛ محمود شفاعی بجستان؛ محمود کاشفی پور

شهید چمران اهواز

چکیده

در این مقاله تأثیر نصب صفحه مثلثی چسبیده به ساحل بر اختلاط عرضی ردیاب و کاهش غلظت آلاینده بررسی‌شده است. صفحات مثلثی ازجمله سازه‌های دوستدار محیط‌زیست هستند که به‌منظور مدیریت رسوب در رودخانه‌ها استفاده می‌شوند. این صفحات با ایجاد جریان‌های ثانویه عرضی می‌توانند در فاصله کوتاه‌تری سبب اختلاط عرضی شوند و به خودپالایی رودخانه کمک نمایند. آزمایش‌های این مطالعه در یک فلوم به عرض 80 سانتیمتر و طول 10 متر انجام گرفت. صفحه مثلثی با طول مؤثر 30% عرض فلوم و زاویه 45 درجه نسبت به جریان اصلی، در فاصله 50 سانتیمتری از منبع ردیاب نصب شد. از محلول آب و نمک به‌عنوان ردیاب استفاده شد و میزان شوری به‌وسیله 96 حسگر شوری سنج در هر مقطع عرضی و در چهار مقطع پائین‌دست محل ردیاب برداشت شد. علاوه بر این در محدوده قبل و بعد از صفحه، الگوی سه‌بعدی سرعت نیز ثبت شد. نتایج نشان داد که وجود صفحه باعث افزایش مقدار سرعت عرضی و تغییر جهت آن‌ها شده که نشان از وجود جریان‌های ثانویه دارد و باعث شده که واریانس توزیع غلظت را نسبت به حالت بدون سازه، به میزان 30% افزایش یابد. همچنین وجود این سازه باعث یکنواختی توزیع غلظت و کاهش 80% مقدار غلظت در نقطه اوج منحنی میانگین توزیع غلظت در مرکز کانال نسبت به حالت بدون سازه شده است.

کلیدواژه‌ها

غلظت آلاینده؛ جریان‌های ثانویه؛ رودخانه؛ مسیر مستقیم

سایر فایل های مرتبط با مقاله

2 Yebare.pdf

مراجع

1- بهرامی یاراحمدی, م, شفاعی‌بجستان, م. (1394). تأثیر سری صفحات مثلثی در قوس ملایم 90 درجه بر الگوی توپوگرافی بستر. نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریزدوره 45.3، شماره 80، پاییز 1394، صفحات .1-11

2- مددی‌یان،م. الف.ع. عابدینی، س.ف ساغروانی.1391.بررسی تاثیر نسبت بازشدگی کانال به نحوه انتشار آلودگی حاصل از آلوده‌ساز نقطه‌ای. نهمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه، بهمن ماه دانشگاه شهید چمران اهواز.

3- نجفی بیرگانی.ن، شفاعی بجستان.م، بهرامی یاراحمدی. م.1393. بررسی آزمایشگاهی تاثیر شرایط جریان بر توپوگرافی بستر در آبشکن مثلثی. هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران بابل، 17و18 اردیبهشت ماه.

4- بدری.پ، شفاعی بجستان.م، بهرامی یاراحمدی.م.1393. تاثیر شرایط جریان بر توپوگرافی بستر در قوس 90 درجه تحت تاثیر صفحات مثلثی. هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران بابل، 17و18 اردیبهشت ماه.

5- قاسمی.م، حیدرپور.م، اسماعیل‌زاده.م. 2012. اثر ارتفاع تاج تلماسه بر ضریب اختلاط عرضی در یک کانال مستطیلی. اولین کنفرانس بین‌المللی و سومین کنفرانس ملی سد و نیروگاه برق‌آبی.

6- خداشناس.س.ر معارف دوست ر قاسمی م . 1394. مطالعه پتانسیل خودپالایی جریان روی تلماسه در یک کانال مستطیلی روباز. نشریه آبیاری و زهکشی ایران شماره 3 جلد9صفحات 539-532.

7- محمودیان شوشتری،م. 1389. هیدرولیک مجاری روباز. جلد دوم، چاپ سوم، اداره چاپ و انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز.

1. Ward, P., Transverse dispersion in oscillatory channel flow. Journal of the Hydraulics Division, 1974. 100(Proc Paper 10589).

2. Baek, K.O. and I.W. Seo, Routing procedures for observed dispersion coefficients in two-dimensional river mixing. Advances in Water Resources, 2010. 33(12): p. 1551-1559.

3. Bhuiyan, F., R.D. Hey, and P.R. Wormleaton, Bank-attached vanes for bank erosion control and restoration of river meanders. Journal of Hydraulic Engineering, 2010. 136(9): p. 583-596.

4. Chang, Y.-C. Lateral mixing in meandering channels. in River Meandering. 1971. ASCE.

5. Demuren, A.O. and W. Rodi, Calculation of flow and pollutant dispersion in meandering channels. Journal of fluid mechanics, 1986. 172: p. 63-92.

6. Engmann, E., Effect of Channel Bends on Transverse Mixing. Nigerian Journal of Technology, 1986. 10(1): p. 57-72.

7. Holley, E., J. Siemons, and G. Abraham, Some aspects of analyzing transverse diffusion in rivers. Journal of Hydraulic Research, 1972. 10(1): p. 27-57.

8. Holley, E.R. and G. Abraham, Laboratory studies on transverse mixing in rivers. Journal of Hydraulic Research, 1973. 11(3): p. 219-253.

9. Lee, M.E. and I.W. Seo, Spatially variable dispersion coefficients in meandering channels. Journal of Hydraulic Engineering, 2012. 139(2): p. 141-153.

10. Rishnappan, B. and Y.L. Lau, Transverse mixing in meandering channels with varying bottom topography. Journal of Hydraulic Research, 1977. 15(4): p. 351-370.

11. Seo, I., K.O. Baek, and T.M. Jeon, Analysis of transverse mixing in natural streams under slug tests. Journal of Hydraulic Research, 2006. 44(3): p. 350-362.

12. Yotsukura, N., H.B. Fischer, and W.W. Sayre, Measurement of mixing characteristics of the Missouri River between Sioux City, Iowa, and Plattsmouth, Nebraska. 1970, USGPO.

13. Tabatabaei, S., et al. Transverse Mixing Coefficient on Dunes with Vegetation on a Channel Wall. in World Environmental and Water Resources Congress 2013: Showcasing the Future. 2013.

14. Sharma, H. and Z. Ahmad, Transverse mixing of pollutants in streams: a review. Canadian Journal of Civil Engineering, 2014. 41(5): p. 472-482.