مطالعه عددی و آزمایشی رفتار هیدرولیکی تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی در توزیع های متفاوت جریان

بررسی رفتار هیدرولیکی داخلی سامانه تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی در جهت بهینه سازی طراحی امری ضروری است. بدین منظور، این پژوهش اثرات نحوه توزیع جریان ورودی را در سه آرایش متفاوت شامل: (A) حالت ورودی وسط، (B) ورودی گوشه و (C) ورودی یکنواخت به صورت آزمایشی و عددی بررسی نمود. در تمامی حالات، خروجی در وسط سامانه ثابت بوده است. شبیه سازی عددی بر پایه معادله جریان زیر سطحی در محیط های متخلخل (دارسی) با نرم افزار کامسول انجام و سپس توسط داده های آزمایشی واسنجی شد. تحلیل منحنی زمان ماند حاصل از مطالعه آزمایشی نشان داد که توزیع یکنواخت جریان با افزایش پخشیدگی جریان و کاهش مسیرهای میان­بر سبب افزایش زمان ماند میانگین و در نتیجه راندمان هیدولیکی سامانه می شود. شبیه سازی جریان داخلی این آرایش نیز حاکی از توزیع همگون فشار و خطوط جریان در طول سامانه می باشد. دامنه تغییرات فشار درون سامانه در سه آرایش به ترتیب ۱۴، ۱۲ و ۱۰ سانتی متر آب است. اختلاف زیاد فشار در نواحی پرفشار و کم­فشار در آرایش ورودی گوشه ناشی از توزیع ناهمگون جریان ورودی بوده که با ایجاد مسیرهای میان­بر متعدد سبب کاهش زمان ماند میانگین و حجم موثر در سامانه می شود. حجم موثر در این آرایش ۱/۶۲ درصد می باشد در حالی که در دو آرایش دیگر ۵/۸۷ درصد است. با توجه به تعریف جریان ایده آل در تالاب مصنوعی می توان نتیجه گرفت که ورودی یکنواخت به جهت پخشیدگی جریان بالاتر، حجم مرده و میزان مسیرهای میان­بر کمتر به عنوان بهترین آرایش ورودی جریان شناخته می­شود و سپس آرایش ورودی وسط دارای عملکرد مناسبی می باشد.

کلیدواژه ها:

آرایش ورودی جریان ، تالاب مصنوعی ، زمان ماند هیدرولیکی ، مدلسازی ، مسیرهای میان بر