بخشی از مقاله
خلاصه
عوارض متناوب رودخانه نظیر تلماسه - دیون - از عوامل مهم تاثیر گذار در انتشار و انتقال مواد محلول در آب می باشند و به عنوان کنترلی براي میزان و توزیع غلظت مواد محلول محسوب می شوند. مدل هاي تحلیلی موجود، چه با رویکرد مخازن ناپایدار و چه با رویکرد پیشرفته تر فرآیندي تابع زمان ماند، قادر به شبیه سازي استهلاك غلظت عوارض بزرگ نظیر تلماسه نمی باشند. با کمک آزمایشهاي متنوع در یک فلوم در گردش آب و رسوب، تاثیر شکل هندسی و جنس تلماسه روي میزان استهلاك غلظت مواد محلول غیر جذبی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
نتایج آزمایشگاهی نشان داده اندکه با افزایش درجه استغراق تلماسه بلند، میزان استهلاك غلظت مواد محلول افزایش می یابد. شیب - تیزي - تلماسه نیز تاثیر مستقیم روي استهلاك غلظت این مواد دارد. اندازه مواد تشکیل دهنده تلماسه نیز تاثیر قابل ملاحظه اي در روند استهلاکی دارد. آزمایشها نشان داده اند که دیونهاي ماسه اي به نسبت دیونهاي شنی تاثیر بیشتري در کاهش غلظت مواد محلول در آب دارند.
-1 مقدمه
زمانی که مواد محلول وارد رودخانه می شوند تحت تاثیر چندین فرآیند انتقال و انتشار می باشند. این مواد هم در اثر جریان آب رودخانه منتقل و منتشر می شوند و هم با مرزهاي نفوذپذیر بستر رودخانه اندرکنش دارند. غالب مطالعاتی که در زمینه انتقال و انتشار مواد محلول و پیش بینی غلظت آنها در رودخانه ها انجام می شود، فرآیند اخیر را در نظر نمی گیرند. هرچند که در چند دهه اخیر به دلیل افزایش آلاینده هاي خطرناك و درك اهمیت ریز مغذي ها در چرخه محیط زیست و تغییر اقلیم و افزایش میزان کربن در رودخانه ها، به نقش این فرآیند در استهلاك غلظت توجه بیشتري شده است.
در این مقاله که نتیجه یک کار آزمایشگاهی می باشد، روي ارزیابی تبادل فلاکس جرمی معادله فوق براي بسترهاي نفوذپذیر و داراي ناهمواري هاي بلند با اشکال مختلف و زمینه سازي براي تهیه مدل هاي واقعی تر تمرکز دارد.
-2 مواد و تجهیزات آزمایشگاهی
فلوم ساخته شده در فضائی به وسعت 60 مترمربع در ضلع جنوبی آزمایشگاه شماره یک موسسه تحقیقات آب واقع شده است. این فلوم به صورت گردشی آب و رسوب، با عرض 45 سانتیمتر و طول 12 متر طراحی شده است. دلیل انتخاب ابعاد نسبتاً بزرگ براي این فلوم، شبیه سازي درست و طبیعی اشکال بستر و کاهش اثرات مقیاسی می باشد. دراین فلوم هم آب و هم رسوبات به صورت گردشی در سامانه حرکت می نمایند. از آنجایی که مواد محلول نیز در گردش می باشند، فلاکسهاي اندك مواد محلول به درون و یا به بیرون بستر به غلظتهاي قابل ملاحظه و قابل اندازه گیري از مواد محلول تبدیل می شوند.
چراکه جریان آب به دفعات از روي بستر عبور می کند. بنابراین، اندازه گیري فلاکس خالص بین ستون آبی و رسوبات بسیار دقیقتر از فلومهاي معمولی می باشد. فراهم سازي امکان ایجاد گردش رسوبات نیز به دلیل فراهم شدن شرایط مناسب براي انجام آزمایش در یک دوره طولانی و رصد نمودن تغییرات بلند مدت بوده است. مضافاً بر اینکه آزمایشها را می توان براي یک دوره بسیار طولانی بدون نیاز به آب و مصالح رسوبی اضافی انجام داد.
بعد از ساخت فلوم و مخازن ورودي و خروجی، بستر و کناره ها جهت کاهش اتلاف ، آب بندي شده اند. یک لایه 20 سانتی متري از مصالح شن یا ماسه تمیز و شسته شده در کف فلوم ریخته شده است. در بالادست شن درشت ریخته شده تا لایه مرزي در بالادست به طور کامل توسعه داده شود.
سامانه گردشی متشکل از یک مخزن در پائین دست، یک دریچه کشوئی در پائین دست به منظور کنترل سطح آب و ایجاد جریان یکنواخت، یک دستگاه پمپ آب براي انتقال آب پائین دست به بالادست، یک پمپ رسوب کش براي انتقال رسوبات به بالادست و ایجاد تعادل در انتقال رسوب و پایداري دیونها می باشد. حجم کل آب سطحی صرفنظر از آب موجود در خلل و فرج رسوبات و بسته به عمق آب معادل 3/41 تا 3/95 متر مکعب می باشد.
