مطالعه الگوی جریان هایپریک پاییندست موانع صلب رودخانه ای

منطقه هایپریک ناحیه ای بلافاصله زیر بستر رودخانه است که اختلاط آب های سطحی پایین رونده با آب زیرسطحی در آن اتفاق می افتد. این منطقه نقش بسیار حیاتی در اکولوژی رودخانه دارد و سبب خودپالایی جریان رودخانه می شود. موانع تخته سنگی موجود در بستر رودخانه ها معمولا مانند موانع نفوذناپذیر عمل می کنند و در بالادست و پایین دست این سازه ها اختلاف هد هیدرولیکی ایجاد می شود و پرش هیدرولیکی در پایین دست آنها اتفاق می افتد. از آنجا که معمولا در پایین دست این موانع حفره آب شستگی نیز شکل می گیرد، هدف از این تحقیق تعیین الگوی حرکتی تبادلات هایپریک با وجود موانع صلب رودخانه ای در سه حالت جریان ریزشی، جریان متغیر سریع و جریان متغیر سریع آب شستگی است. برای بررسی نتایج، از یک فلوم آزمایشگاهی با شیب کف 1 درصد، طول 5 متر، عرض 3/0 متر و ارتفاع 5/0 متر برای مشخص کردن مسیرهای خطوط جریان هایپریک استفاده شد. مصالح بستر استفاده شده در این فلوم دارای قطر میانه 8/6 میلی متر بودند. ضخامت رسوبات بالادست مانع برابر 30 سانتی متر و ضخامت رسوبات پایین دست مانع برابر با 16 سانتی متر در نظر گرفته شد. در این آزمایش ها از یک مانع صلب 30 سانتی متری که به صورت نفوذ کامل درون بستر رسوبات نصب شده بود، استفاده شد. همچنین، از مدل آب زیرزمینی برای شبیه سازی عددی الگوی جریان زیرسطحی استفاده شد. نتایج نشان داد تطابق مناسبی بین الگوی جریان مشاهداتی و محاسباتی در منطقه هایپریک برای دو حالت ایجاد پرش و ریزشی وجود دارد و در حالت ایجاد پرش آب شستگی فقط در محدوده بین دیواره عمودی مانع تا جایی که بیشترین آب شستگی شکل گرفته بود، در مدل آزمایشگاهی جریان بالادست رو به بالا   و در مدل عددی جریان پایین دست رو به بالا  مشاهده شد. همچنین، با بررسی دبی تبادلی کل (Qex)، زمان ماندگاری (Rt) و درصد دبی تبادلی (Qp) و مقایسه هریک با عدد رینولدز به ترتیب رابطه توانی با ضریب همبستگی 94 و 84 و 77 درصد به دست آمد که از این روابط می توان تخمین مناسبی از پارامترهای جریان هایپریک داشت.