بررسی آزمایشگاهی و عددی اثر سدهای اصلاحی گابیونی بر پارامترهای مدل نگهداشت موقت (tsm) در انتقال آلودگی در رودخانه ها

سدهای اصلاحی گابیونی یکی از انواع سازه ها بوده که با توجه به متخلخل بودن محیط شان، می‌توانند نقش مهمی در کنترل آلودگی در رودخانه ها و آبراهه ها داشته باشند. مدل نگهداشت موقت (tsm) یکی از روشهای تحلیل جابجایی آلودگی در مجاری باز بوده که دقت آن در تخمین صحیح پارامترهای چهارگانه مدل (dx، as، a و α) می‌باشد. در تحقیق حاضر به بررسی آزمایشگاهی تاثیر سدهای گابیونی بر جابجایی آلودگی و همچنین پارامترهای مدل نگهداشت موقت (tsm) با استفاده از مدل عددی otis پرداخته شد. آزمایشهای ماده ردیاب (nacl) در یک کانال آزمایشگاهی با طول 12 متر، عرض 0/5 متر و ارتفاع دیواره 0/7 متر انجام شدند. بستر رسوبی از مصالح شنی با قطر متوسط (d50) 11/85 میلیمتر و تخلخل (n) 0/28 به طول 12 متر و ضخامت 12 سانتیمتر در کف کانال آزمایشگاهی ایجاد شد. در این مطالعه، از دو نوع سد اصلاحی گابیونی با تخلخلهای مختلف مصالح ریزدانه و 19درشت‌دانه در تعداد (n) و طولهای (a) مختلف استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش تعداد سدهای گابیونی (n) از یک سد به سه سد، موجب حدوداً 1/43 تا 1/71 برابر شدن مقدار ضریب پراکنش طولی (dx) شد. از سوی دیگر، نتایج نشان داد که افزایش طول سدهای گابیونی (a) موجب افزایش حدوداً 1/43 تا 2/49 برابری مقدار ضریب (dx) و همچنین افزایش حدوداً 1/10 تا 4/43 برابری مقدار ضریب تبادل ناحیه نگهداشت (α) خواهد شد. همچنین بررسی نتایج حاکی از افزایش ضریب (α) با استفاده از مصالح ریزدانه تر در بدنه سدهای گابیونی است.

laboratory and numerical investigation of the effect of gabion check dams on the transient storage model (tsm) parameters in pollution transport in rivers

in recent years, pollution of surface water resources, especially rivers, has posed an environmental challenge. pollution from municipal or industrial wastewater and waste disposal into rivers are important problems for human societies to protect the environment. knowing the level of river water pollution as one of the sources of human water needs is essential and therefore modeling the quality of river water is very important. hydraulic structures in rivers are one of the ways to control pollution in open-channel flows. check dams are one of the types of these structures that due to the porosity of their environment can play a controlling role in the transport of contamination by increasing hyporheic exchanges as well as transient storage of contamination in their porous media. transient storage model (tsm) is one of the methods of pollution transport analysis, especially in rivers with high hyporheic exchanges. the efficiency of the (tsm) is in the correct estimation of the four parameters of the model (dx, as, a and α). previous studies have not investigated the effect of hyporheic exchanges due to gabion check dams on the four parameters of thel (tsm). in this study, the effect of gabion check dams on pollution transport and the four parameters of the (tsm) with otis numerical model were investigated. methodologyexperiments of tracer material (nacl) were performed in a flume with a length of 12 m, a width of 0.5 m and a height of 0.7 m in four flow discharges (2.5, 5 and 7.5 lit/s). an ultrasonic flow meter was used to measure the flow discharge in all experiments. materials with medium diameter (d50) of 11.85 mm and porosity (n) of 0.28 were used to create a sedimentary bed with a length of 12 m and a thickness of 12 cm at the bottom of the flume. in this study, two types of gabion check dams with medium diameter (dg) of 11 mm (fine-grained) and 19 mm (coarse-grained) were used.