عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی ضریب انتشار جانبی آلودگی در مجاری روباز (در مقیاس آزمایشگاهی)
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-سازه های آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4693;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51756
- تاریخ دفاع
- ۱۷ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- مجید عزیزپورپیرسرائی
- استاد راهنما
- ابراهیم امیری تکلدانی
- چکیده
- رودخانه‌ها کم بها ترین زهکش برای تخلیه هرز آب‌های زمین‌های کشاورزی، نواحی صنعتی و فاضلاب‌های شهری می‌باشند. در قرن اخیر با رشد روزافزون جمعیت شهرنشین، مشکلات متعددی در ارتباط با آلودگی و کیفیت منابع آبی گزارش شده است. لذا شناخت و مطالعه فرایندهای اختلاط و انتقال مواد در رودخانه‌ها که عمده ترین منبع تأمین آب مورد نیاز جوامع بشری است، ازجمله فعالیت‌های مهم در برنامه‌های مدیریت منابع آب بشمار می‌آید. در بین فرآیندهای اختلاط، پس از پدیده انتشار طولی، فرآیند انتشار عرضی آلودگی، تأثیرگذارترین پارامتر محسوب می‌شود . این پارامتر بویژه در رودخانه‌های بزرگ در برنامه ریزی‌های برداشت آب اهمیت خاصی دارد. در تحقیق حاضر نتایج حاصل از آزمایشات در خصوص پارامتر فوق در یک کانال مستطیلی مستقیم به طول 3/7 متر و عرض 6/0 متر ارائه شده است. در این آزمایشات پس از حصول جریان توسعه یافته، محلول رقیق آب نمک با غلظت و ارتفاع مشخص از کناره کانال به جریان تزریق شده و با نمونه برداری در دو مقطع در پایین دست محل تزریق، ضریب اختلاط عرضی با استفاده از معادلات ساده شده بقاء جرم و روش تبادل ممان محاسبه شد. همچنین برای محاسبه فاکتور اصطکاک، پروفیل عمقی سرعت در مرکز کانال برداشت و سپس با استفاده از قانون لگاریتمی توزیع سرعت در محدوده 2/0 عمق جریان، سرعت برشی جریان محاسبه شد. نتایج آزمایشات مؤید این مطلب است که فاکتور اصطکاک )نسبت سرعت برشی به سرعت متوسط جریان( و عمق متوسط جریان، نقش مؤثری در مقدار ضریب انتشار عرضی آلودگی ایفا می‌کنند به طوری که با افزایش مقدار فاکتور اصطکاک ضریب اختلاط عرضی افزایش یافته و در نتیجه طول اختلاط کامل کاهش یافته و در فاصله کمتری رقیق سازی به انجام می‌رسد. این در حالی است که در اکثر موارد، همانگونه که انتظار می‌رود، افزایش مقدار سرعت متوسط جریان بر توانایی حمل آلودگی توسط جریان افزوده و در نتیجه از میزان ضریب اختلاط عرضی آلودگی کاسته شده و در نتیجه طول اختلاط کامل افزایش می‌یابد.
- Abstract
- Rivers are accounted as the cheapest drain to discharge the waste water of agricultural lands, industrial area and urban sewerage. In recent century, increasing urban population resulted in many problems associated with pollution and the quality of water resources. Therefore, understanding the processes of mixing and material transport in rivers is accounted as main activities in water resources management. Among mixing processes, transverse diffusion of pollution is considered as a most effective parameter after longitudinal diffusion. Transverse diffusion of pollution is specifically important in water usage plans within large rivers. In this research the results from tests performed in a rectangular straight channel with a length of 7.3 and width of 0.6 m are presented. In these experiments, after reaching to a developed flow, diluted solution of water-salt of specific concentration was injected to the flow discharge from a point located in channel bank. By taking sample from two sections at the downstream of injection point and using the simplified equations of mass conservation and momentum exchange method, the coefficient of transverse mixing was computed. To determine friction factor (the ratio of shear velocity to average flow velocity), velocity depth profile was measured at the channel centre and by using logarithmic distribution of velocity at 0.2d (d is the flow depth) from the water surface, shear velocity of flow was calculated. The results show that the friction factor and the average depth of flow play an effective role on the amount of transverse diffusion coefficient of pollutant so that by increasing the amount of friction coefficient, the transverse diffusion coefficient is increased. As a result, the perfect mix length is reduced and dilution is done in shorter distance. However, as it is expected increasing the amount of average flow velocity resulted in an increase in the pollutant transport by flow, a decrease on the amount of transverse diffusion coefficient of pollutant, and hence, an increase on perfect mix length.
