بررسی آزمایشگاهی و عددی تاثیر نواحی فرم بستر خیزاب- چالاب بر جابجایی آلودگی در رودخانه های با بستر شنی

در تحقیق حاضر کارایی معادله انتقال- پراکنش در شبیه­سازی جابجایی آلودگی در رودخانه­های شنی با فرم بستر خیزاب- چالاب بررسی شد. آزمایش­های ماده ردیاب (NaCl) در یک کانال آزمایشگاهی با طول ۱۲ متر، عرض ۵/۰ متر و ارتفاع ۷/۰متر و با شیب طولی ۰۰۶/۰ در سه دبی جریان ۵/۷، ۱۰ و ۵/۱۲ لیتر بر ثانیه انجام شدند. چهار فرم بستر خیزاب-چالاب با ارتفاع و طول موج متفاوت برای شبیه­سازی تبادلات هایپریک در نظر گرفته شد. نتایج آزمایشگاهی توسط مدل عددی OTIS نیز شبیه­سازی شدند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که در جریان بدون فرم بستر، افزایش دبی جریان موجب افزایش ضریب پراکنش طولی می­شود، در حالیکه در جریان با فرم بستر به دلیل تبادلات هایپریک، عکس این روند مشاهده شد.  افزایش ارتفاع فرم بستر باعث افزایش عدد رینولدز جریان در ناحیه هایپریک می­شود. افزایش عدد رینولدز نیز سبب افزایش تبادلات هایپریک و در نتیجه افزایش ضریب پراکنش طولی می­شود. افزایش هم­زمان دبی جریان و ارتفاع فرم بستر موجب افزایش بیش از حد دبی تبادلی می­شود. بنابراین مدت زمان ماند آلودگی در ناحیه بستر رسوبی کاهش پیدا کرده و در نتیجه آلودگی با ذخیره موقت کم­تر در ناحیه نگهداشت به ناحیه اصلی جریان بازمی­گردد. لذا افزایش ضریب پراکنش طولی با افزایش ارتفاع فرم بستر در محدوده دبی­های جریان زیاد قابل توجه نمی­باشد. افزایش طول موج فرم بستر نیز موجب افزایش زمان ماند آلودگی در ناحیه هایپریک شده که این امر باعث افزایش ضریب پراکنش طولی می­گردد. افزایش دبی جریان موجب کاهش نقش تبادلات هایپریک شده بنابراین حجم اصلی آلودگی در ناحیه اصلی جریان منتقل می­شود. لذا تاثیر افزایش طول موج بر ضریب پراکنش طولی با افزایش دبی جریان کاهش پیدا می­کند. مقایسه نتایج آزمایشگاهی با حل عددی مدل OTIS نشان از دقت بالای این مدل در پیش­بینی نحوه جابجایی آلودگی دارد.