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 شبیه سازی جابجایی آلودگی در رودخانه های شنی با فرم بستر خیزاب- چالاب بررسی شد. آزمایش های 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، 10 و 5/12 لیتر بر ثانیه انجام شدند. چهار فرم بستر خیزاب-چالاب با ارتفاع و طول موج متفاوت برای شبیه سازی تبادلات هایپریک در نظر گرفته شد. نتایج آزمایشگاهی توسط مدل عددی OTIS نیز شبیه سازی شدند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که در جریان بدون فرم بستر، افزایش دبی جریان موجب افزایش ضریب پراکنش طولی می شود، 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 می شود. افزایش عدد رینولدز نیز سبب افزایش تبادلات هایپریک و در نتیجه افزایش ضریب پراکنش طولی می شود. افزایش هم زمان دبی جریان و ارتفاع فرم بستر موجب افزایش بیش از حد دبی تبادلی می شود. بنابراین مدت زمان ماند آلودگی در ناحیه بستر رسوبی کاهش پیدا کرده و در نتیجه آلودگی با ذخیره موقت کم تر در ناحیه نگهداشت به ناحیه اصلی جریان بازمی گردد. لذا افزایش ضریب پراکنش طولی با افزایش ارتفاع فرم بستر در محدوده دبی های جریان زیاد قابل توجه نمی باشد. افزایش طول موج فرم بستر نیز موجب افزایش زمان ماند آلودگی در ناحیه هایپریک شده که این امر باعث افزایش ضریب پراکنش طولی می گردد. افزایش دبی جریان موجب کاهش نقش تبادلات هایپریک شده بنابراین حجم اصلی آلودگی در ناحیه اصلی جریان منتقل می شود. لذا تاثیر افزایش طول موج بر ضریب پراکنش طولی با افزایش دبی جریان کاهش پیدا می کند. مقایسه نتایج آزمایشگاهی با حل عددی مدل OTIS نشان از دقت بالای این مدل در پیش بینی نحوه جابجایی آلودگی دارد.