بررسی توزیع جریان بر زمان ماند و رفتار هیدرولیکی تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی (مطالعه موردی: اصفهان)

انتخاب نوع طراحی سیستم تالاب مصنوعی، علاوه‌بر توجه به توصیف جنبشی واکنش‌های بیولوژیک تصفیه، به آگاهی از الگوی جریان نیز وابسته است. در این پژوهش، به‌منظور مشخص نمودن رفتار هیدرولیکی داخلی سیستم، اثر نحوه توزیع جریان بر سیستم تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی به ابعاد 4×26 متر و با شیب 1 درصد پرداخته شده است و به‌عنوان پارامتر متغیر برای نمایش توزیع جریان، از آرایش‌‌های ورودی جریان استفاده شده است. این آرایش‌ها شامل: 1 - حالت ورودی وسط، 2 - ورودی گوشه و 3 - ورودی یکنواخت بود. در تمامی حالات، خروجی ثابت بوده است. به‌منظور تعیین اثرات هیدرولیک توزیع جریان در سیستم تالاب مصنوعی از ردیاب اورانین برای ترسیم منحنی زمان ماند هیدرولیکی در هر آرایش استفاده شده است. نتایج نشان داد که زمان ماند میانگین هر آرایش به‌ترتیب 4/53، 3/24 و 4/65 روز بوده است. ترسیم منحنی توزیع زمان ماند هیدورلیکی علاوه‌بر تعیین روند پخشیدگی جریان در طول سیستم، امکان تفسیر پارامترهای هیدرولیکی شامل حجم موثر و راندمان هیدرولیکی را فراهم نموده است. بدین‌ترتیب که در آرایش‌های 1 و3، حجم موثر 87/5 درصد بوده است؛ در‌حالی‌که این مقدار در آرایش 2، به‌دلیل وجود مسیرهای میان‌بر متعدد، 62/1 درصد بود. در نهایت، آرایش ورودی یکنواخت به‌جهت بهبود عملکرد تصفیه پساب سیستم تالاب مصنوعی و استفاده از کل فضای محیط برای فرآیند تصفیه به‌عنوان بهترین آرایش جریان شناخته شد و پس از آن آرایش ورودی وسط دارای عملکرد مناسبی است.

Investigation of Flow Distribution on Retention Time and Hydraulic Behavior of a Horizontal Subsurface Flow Constructed Wetland (Case Study: Isfahan)

In addition to kinematic description of biological reaction, flow pattern plays an important role in designing constructed wetlands. This study investigates the effects of flow distribution on constructed subsurface horizontal flow wetland with a length of 26 m, width of 4 m and 1% bed slope in order to understand internal hydraulic functioning patterns. Inlet configuration is selected as a variable parameter. Three different cases of inlet and outlet configurations were 1) midpoint, 2) corner, and 3) uniform. Outlet has been fixed in all configurations. Uranine tracer was used to determine the influences of flow distribution by drawing hydraulic retention time curve in different cases. Results showed that mean residence times for each configuration were equal to 4.53, 3.24 and 4.65 days, respectively.  Retention time distribution curve provided conditions, not only for showing dispersion patterns throughout system but also for interpreting hydraulic parameters like hydraulic efficiency and effective volume. According to the retention time curve, effective volume was 87.5% in configurations 1 and 3, and 62.1% in configuration 2 following numerous shortcircuiting ratios. Finally, the best configuration of inletoutlet layout to improve the performance of effluent treatment and use the geometry effectively was found to be the uniformmidpoint based on physical experiments followed by midpoint–midpoint as the second best.