بررسی آزمایشگاهی و عددی تاثیر دیواره‌های مستغرق بر راندمان تله‌‏اندازی رسوب در حوضچه‌های رسوبگیر بندهای انحرافی

Abstract

سابقه و هدف: یکی از قسمت‏های مهم و اساسی در مجموعه سازه‏ های انتقال آب، حوضچه‏ های رسوبگیر در شبکه‏ های انتقال آب است. حوضچه‏ های رسوبگیر از جمله سازه‏ های ضروری است که به‏ منظور جدا کردن رسوبات همراه جریان ورودی، بعد از آبگیر و ابتدای کانال‏های انتقال آب احداث می‏شوند. از آنجایی که وجود بیش از حد رسوبات به ‏خصوص برای مصارف کشاورزی و پرورش آبزیان مضر است و باعث کاهش کارایی در بهره ‏وری محصولات مرتبط می‏گردد، اهمیت این سازه ‏ها بیشتر می‏شود.مواد و روش: در پژوهش حاضر تاثیر قرارگیری دیواره عمود بر مسیر جریان در حوضچه رسوبگیر بر روی راندمان تله ‏اندازی رسوب، در دو حالت دیواره‏دار و ساده (بدون دیواره یا شاهد)، مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور، 5 مدل فیزیکی حوضچه رسوبگیر در حالت‏های ساده (بدون دیواره یا شاهد) و دیواره ‏دار، با نسبت‏های ارتفاعی یک‌سوم و یک‌دوم نسبت به ارتفاع حوضچه رسوبگیر، و با تعداد سه و پنج دیواره از جنس پلاستیک فشرده ساخته شد. آزمایش‏ها با وارد نمودن ذرات رسوب با دانه ‏بندی ثابت کمتر از 0/1 میلی‏متر و وزن ثابت 2/8 کیلوگرم در یک کانال مستطیل ‌شکل از جنس بتن در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد. پس از اتمام آزمایش بر روی هر یک از مدل‏ها، میزان رسوبات ترسیب شده جمع‏آوری گشته و سپس خشک و توزین شد. در این آزمایش‏ها تعداد و ارتفاع دیواره ‏های قرار داده شده در حوضچه رسوبگیر تغییر و تاثیر آنها بر میزان راندمان تله‏ اندازی مورد بررسی قرار گرفت. در پایان نتایج بدست آمده از آزمایشات، به‏ کمک مدل عددی به ‏وسیله نرم‏ افزار FLUENT و به کمک آزمون آماری با کمک نرم‏ افزار SPSS، مورد راستی‌‌آزمایی قرار گرفت.یافته‏ها: نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که وجود دیواره‏ ها در مسیر عبور جریان در حوضچه رسوبگیر باعث افزایش معنی‌دار میزان تله ‏اندازی رسوب شد. افزایش تعداد دیواره‏ ها از سه به پنج دیواره، به‏ ترتیب در نسبت‏های ارتفاعی یک‌سوم و یک‌دوم نسبت به ارتفاع حوضچه رسوبگیر، سبب افزایش 5/9 و 7/65 درصدی بر میزان تله ‏اندازی رسوب نسبت به حالت بدون دیواره (شاهد) شده است. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که اثر هم‏زمان هر دو پارامتر ارتفاع و تعداد دیواره سبب افزایش 10 الی 27 درصدی روی راندمان تله‏ اندازی رسوبات شده است. نتایج آماری حاکی از وجود تفاوت معنی‏ دار میان وجود و عدم وجود دیواره بر میزان راندمان تله اندازی بوده است. نتایج شبیه‌سازی عددی نیز بیان کننده تاثیر وجود دیواره ‏ها بر تغییر الگوی جریان است و نشان می‏دهد که افزایش تعداد دیواره‏ ها سبب افزایش میزان رسوبگذاری در حوضچه رسوبگیر شده است.نتیجه‏ گیری: به طور‏کلی می‏توان نتیجه گرفت استفاده از دیواره در مسیر عبور جریان حاوی رسوب از حوضچه رسوبگیر، سبب کاهش تلاطم جریان ورودی و کاهش سرعت جریان در حوضچه می‏شود. می‏توان بیان کرد که افزایش طول مسیر جریان و پخش رسوبات ورودی در عرض حوضچه سبب افزایش میزان ترسیب و راندمان تله‏ اندازی می‏گردد.

Keywords

• حوضچه رسوبگیر دیواره‏ دار
• راندمان تله ‏اندازی
• رسوب‌‏گذاری