تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,099,151 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,206,751 |
بررسی آزمایشگاهی و عددی تاثیر نواحی فرم بستر خیزاب-چالاب بر جابجایی آلودگی در رودخانههای با بستر شنی | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 52، شماره 4، تیر 1400، صفحه 1025-1040 اصل مقاله (1.7 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2021.315188.668831 | ||
نویسندگان | ||
محمد میرناصری1؛ علیرضا عمادی* 2؛ عبدالرضا ظهیری3؛ محمد علی غلامی سفیدکوهی4 | ||
1گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علومکشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. | ||
2گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
3دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
4گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. | ||
چکیده | ||
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 12 متر، عرض 5/0 متر و ارتفاع 7/0متر و با شیب طولی 006/0 در سه دبی جریان 5/7، ۱۰ و 5/12 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. | ||
کلیدواژهها | ||
خیزاب-چالاب؛ تبادلات هایپریک؛ جابجایی آلودگی؛ انتقال-پراکنش؛ OTIS | ||
مراجع | ||
Azhdan, Y., Emadi, A., Chabokpour, J. and Daneshfaraz, R. (2018, a). Experimental investigation and evaluation results of numerical simulation and analytical solution of classical ADE for conservative solutes. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 8(2), 39-55. Azhdan, Y., Emadi, A., Chabokpour, J. and Daneshfaraz, R. (2018, b). Experimental and Numerical Study of Advection- Dispersion of Pollutant in a Gravel Bed Rivers. Journal of Water and Soil Sciences, 28(4), 127-140. Biddulph, M. )2015(. Hyporheic Zone: In Situ Sampling, Geomorphological Techniques. Chapter 3, Section 11.1. Boano, F., Harvey, J. W., Marion, A., Packman, A. I., Revelli, R., Ridolfi, L. and Wörman, A. (2014). Hyporheic flow and transport processes: Mechanisms, models, and biogeochemical implications. Reviews of Geophysics, 52(4), 603-679. Cardenas, M. B. and Wilson, J. L. (2006). The influence of ambient groundwater discharge on hyporheic zones induced by current-bedform interactions. Journal of Hydrology, 331(1-2), 103–109. Carling, P. and Orr, H. G. (2000). Morphology of riffle-pool sequences in the River Severn, England. Earth Surf. Processes Landforms, 25(4), 369 – 384. Chanson, H. (2004). Environmental hydraulics of open channel flows. Elsevier Butterworth-Heinemann Linacre House, Jordan Hill, Oxford. Kashefipour, S. M. and Falconer, R. A. (2002). Longitudinal dispersion coefficients in natural channels. Water Research, 36(6), 1596–1608. Keller, E. A. and Melhorn, W. N. (1978). Rhythmic spacing and origin of pools and riffles. Geol. Soc. Am. Bull., 89(5), 723 – 730. Leopold, L. B., Wolman. M. G. and Miller, J.P. (1964). Fluvial Processes in Geomorphology. W. H. Freeman, New York, 522 pp. Mahmoodian-Shooshtari, M. (2009). Principles of flow in open channels (2nd ed). Iran, Ahwaz: Shahid Chamran University. (In Farsi) Meddah, S., Saidane, A., Hadjel, M. and Hireche, O. (2015). Pollutant dispersion modeling in natural streams using the transmission line matrix method. Journal of Water, 7(12), 4932-4950. Montgomery, D. R., Buffington, J. M., Smith, R. D., Schmidt, K. M. and Pess, G. (1995). Pool spacing in forest channels. Water Resource. Res., 31(4), 1097–1105. Rodríguez, J. F, García, C. M. and García, M. H. (2013). Three‐ dimensional flow in centered pool‐riffle sequences. Water Resources Research, 49(1), 202-215. Seo, I. W. and Cheong, T. S. (2001). Moment-based calculation of parameters for the storage zone model for river dispersion. Journal of Hydraulic Engineering, 127(6), 453-465. Sokác, M. (2017). Determination of the longitudinal dispersion coefficient in lowland streams with occurrence of dead zones. Environmental Engineering 10th International Conference, Vilnius Gediminas Technical University Lithuania, 27-28 April. Stonedahl, S. H. (2011). Investigation of the Effect Multiple Scales of Topography on Hyporheic Exchange. PhD Dissertation, Northwestern University. Thibodeaux, L. J. and Boyle, J. D. (1987). Bedform-Generated convective transport in bottom sediment. Nature: 325(6102), 341-343. Tonina, D. and Buffington, J. M. (2007). Hyporheic exchange in gravel bed rivers with pool‐riffle morphology: Laboratory experiments and three‐dimensional modeling. Water Resources Research, 43(1), 1-16. Trauth, N., Schmidt, C., Maier, U., Vieweg, M. and Fleckenstein, J. H. (2013). Coupled 3‐D stream flow and hyporheic flow model under varying stream and ambient groundwater flow conditions in a pool‐riffle system. Water Resources Research, 49(9), 5834-5850. Zeng, Y. and Huai, W. (2014). Estimation of longitudinal dispersion coefficient in rivers. Journal of Hydro- Environment Research, 8(1), 2-8. Zhou, T. and Endreny, T. A. (2013). Reshaping of the hyporheic zone beneath river restoration structures: Flume and hydrodynamic experiments. Water Resources Research, 49(8), 5009-5020. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 367 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 322 |