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

بررسی رفتار هیدرولیکی داخلی سامانه تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی در جهت بهینه‌سازی 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. شبیه‌سازی عددی بر پایه معادله جریان زیر سطحی در محیط‌های متخلخل (دارسی) با نرم‌افزار کامسول انجام و سپس توسط داده‌های آزمایشی واسنجی شد. تحلیل منحنی زمان ماند حاصل از مطالعه آزمایشی نشان داد که توزیع یکنواخت جریان با افزایش پخشیدگی جریان و کاهش مسیرهای میان بر سبب افزایش زمان ماند میانگین و در نتیجه راندمان هیدولیکی سامانه می‌شود. شبیه‌سازی جریان داخلی این آرایش نیز حاکی از توزیع همگون فشار و خطوط جریان در طول سامانه می‌باشد. دامنه تغییرات فشار درون سامانه در سه آرایش به ترتیب 14، 12 و 10 سانتی‌متر آب است. اختلاف زیاد فشار در نواحی پرفشار و کم فشار در آرایش ورودی گوشه ناشی از توزیع ناهمگون جریان ورودی بوده که با ایجاد مسیرهای میان بر متعدد سبب کاهش زمان ماند میانگین و حجم موثر در سامانه می‌شود. حجم موثر در این آرایش 62.1 درصد می‌باشد در حالی که در دو آرایش دیگر 87.5 درصد است. با توجه به تعریف جریان ایده‌آل در تالاب مصنوعی می‌توان نتیجه گرفت که ورودی یکنواخت به جهت پخشیدگی جریان بالاتر، حجم مرده و میزان مسیرهای میان بر کمتر به عنوان بهترین آرایش ورودی جریان شناخته می شود و سپس آرایش ورودی وسط دارای عملکرد مناسبی می‌باشد.