اثر نسبت ظاهری مخازن کم عمق مستطیلی بر توزیع غلظت رسوبات معلق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 خیابان نبوت بین حضرت رسول و بهشتی مجتمع سپهر واحد۲

2 دانشیار دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول

چکیده

رسوب‌گذاری در حوضچه‌های ته‌نشینی یکی از چالش‌های مهم و اساسی در مدیریت منابع آبی است. این پدیده می‌تواند به انباشت رسوبات در مخازن آبی، کاهش ظرفیت ذخیره‌سازی، افزایش خطرات سیلاب و نیز آلودگی آب منجر شود. بنابراین، شناخت فرآیندهای حاکم بر رسوب‌گذاری در حوضچه‌ها و مخازن و بهینه‌سازی طراحی این سازه‌ها اهمیت به‌سزایی دارد. در این پژوهش، تأثیر نسبت ظاهری (نسبت طول به عرض) مخزن بر توزیع غلظت رسوبات معلق تحت شرایط جریان آزاد مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از مخازن مستطیلی با نسبت‌های ظاهری یک، دو و چهار، میزان رسوب‌گذاری در شرایط هیدرولیکی متفاوت ارزیابی شده است. این پارامتر به‌عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر الگوی جریان و رسوب‌گذاری در حوضچه‌های ته‌نشینی شناخته شده است. نتایج نشان داد که نسبت ظاهری مخزن با توزیع غلظت رسوبات معلق ارتباط مستقیم دارد. به‌طوری که مخازن با نسبت ظاهری بالاتر (مانند مخزن با ضریب شکل 4) میزان بیشتری رسوبات معلق را در سطح خود نگه‌می‌دارند. همچنین، در حوضچه‌های رسوب‌گیر با ضریب شکل بالا، گسترش عرضی جریان چگال نسبت به گسترش طولی آن وضعیت مطلوب‌تری از نظر توزیع یکنواخت رسوبات ایجاد می‌کند. در مقابل، در حوضچه‌های با ضریب شکل پایین، گسترش طولی بیشتر و احتمال تشکیل جریآن‌های برگشتی افزایش می‌یابد. این یافته‌ها نشان می‌دهند که توجه به نسبت ظاهری به‌عنوان یک پارامتر کلیدی در طراحی حوضچه‌های رسوب‌گیر می‌تواند به بهبود عملکرد و کارایی این سازه‌ها در مدیریت رسوبات کمک شایانی بنماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Influence of aspect ration in a Rectangular Shallow Reservoir on distribution of Sedimentation concentration

نویسندگان [English]

  • mohammad afrashteh 1
  • Babak Lashkar-Ara 2
1 خیابان نبوت بین حضرت رسول و بهشتی مجتمع سپهر واحد۲
2 Associate Professor, Civil Engineering Department, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Iran
چکیده [English]

Sediment deposition in settling basins is one of the critical and fundamental challenges in water resource management. This phenomenon can lead to the accumulation of sediments in water reservoirs, reduced storage capacity, increased flood risks, and water pollution. Therefore, understanding the governing processes of sediment deposition in basins and reservoirs, and optimizing the design of these structures, are of utmost importance. In this research, the effect of the aspect ratio (length-to-width ratio) of a reservoir on the distribution of suspended sediment concentration under free-flow conditions was investigated. Using rectangular reservoirs with aspect ratios of 1, 2, and 4, the rate of sedimentation under different hydraulic conditions was evaluated. This parameter is recognized as one of the most influential factors on the flow pattern and sedimentation in settling basins. The results showed that the aspect ratio of the reservoir is directly related to the distribution of suspended sediment concentration. Reservoirs with a higher aspect ratio (such as the reservoir with a shape factor of 4) retain a higher amount of suspended sediments on their surface. Furthermore, in settling basins with a high shape factor, the lateral expansion of the density current relative to its longitudinal expansion creates a more favorable condition for the uniform distribution of sediments. In contrast, in basins with a low shape factor, the longitudinal expansion is greater, and the probability of the formation of recirculating flows increases. These findings suggest that considering the aspect ratio as a key parameter in the design of sedimentation basins can significantly contribute to improving the performance and efficiency of these structures in sediment management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shallow reservoirs
  • sedimentation
  • aspect ratio
  • reservoir geometry

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 22 دی 1403
  • تاریخ دریافت: 01 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری: 19 دی 1403
  • تاریخ پذیرش: 22 دی 1403
  • تاریخ انتشار: 22 دی 1403