بررسی آزمایشگاهی اندرکنش آب سطحی و زیرسطحی در پشته رسوبی میانی

تبادل هایپریک در مجاری روباز در چرخه اکولوژی و هیدرولوژی بسیار تاثیرگذار است. پشته های رسوبی از جمله عوامل مورفولوژیکی رودخانه هستند که جریان هایپریک را تحت تاثیر قرار می‏دهند. در تحقیق حاضر، جریان ماندگار در اطراف یک پشته رسوبی سه بعدی متقارن با قاعده بیضی (m64/0×m2) و ارتفاع 1/0 متر در یک فلوم آزمایشگاهی بررسی شد. برای بررسی آثار استغراق، مطالعات آزمایشگاهی پشته رسوبی در دو حالت غیر مستغرق و مستغرق کامل بررسی شد. همچنین، الگوی جریان و میدان فشار در اطراف پشته رسوبی توسط مدل ریاضی شبیه‏سازی شد. سپس، الگوی فشار محاسبه شده از مدل ریاضی به عنوان شرایط مرزی روی مرز بالایی پشته رسوبی قرار گرفت و جریان زیرسطحی با استفاده از مدل آب زیرزمینی به صورت سه بعدی شبیه‏سازی شد. نتایج تحقیق نشان داد شاخص بی‏بعد دبی تبادلی بین جریان سطحی و زیرسطحی، با افزایش دبی جریان کاهش داشته و تغییرات آن همبستگی مناسبی با عدد رینولدز محیط متخلخل پشته نشان می دهند. درصد دبی تبادلی به دبی جریان سطحی در محدوده 5/3 تا 5/7 است. با افزایش دبی جریان، گسترش فضایی خطوط جریان افزایش داشته و در شرایط غیر مستغرق گسترش عرض آن شبیه جریان‏های هایپریک ناشی از فرم بسترهای ریفل-پول و دیون دوبعدی است. همچنین، نتایج نشان داد توزیع فراوانی طول خطوط جریان و زمان ماندگاری ذرات در محیط متخلخل پشته نیز از الگوی لوگ نرمال پیروی می‏کند که با افزایش دبی جریان به توزیع متقارن نزدیک‏تر می‏شود. در ضمن، با افزایش دبی جریان، زمان ماندگاری میانه بی‏بعد ذرات در محیط متخلخل پشته (tm*)، کاهش داشته و در این آزمایش‏ها بین 004/0 تا 01/0 است.