Skip to main content
SUPERVISOR
منوچهر حیدرپوراسفرجانی (استاد راهنما) اسماعیل لندی (استاد راهنما) سیدحسن طباطبایی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Pooya Shirazi
پویا شیرازی علیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

The Effect of Vegetation on Dispersion Coefficient of Pollution in a Rectangular Channel
Vegetation is ubiquitous in rivers, estuaries and wetlands, strongly influencing both water conveyance and mass traort. The plant canopy affects both mean and turbulent flow structure, and thus both advection and dispersion. The stream transfer and mass transfer strongly influenced by vegetation in rivers, canals and wetlands. Vegetation influences the amount of flow and turbulent flow structure and thus the processes of transmission and dispersion are also affected. The aim of this study is evaluating the effect of vegetation on the lateral mixing coefficient and variations of flow structure in the presence of vegetation with different densities. Detection and velocity estimation experiments in two laboratory rectangular Flume the first has 7 meters length, 0.32 meters width and 0.35 meters height at Isfahan University of Technology, and the second has 20 meters length,0.6 meters width and 0.6 meters height at Shahr-e-kord University was performed. Experiments were conducted in two parts: 1) first part was conducted in 0.32 meter Flume to evaluate the effect of vegetation density on the transverse mixing coefficient. Here woody cylinders with 6 mm diameter and height of 130 mm was used to simulate vegetation and was installed in flume floor at four different densities. 2) Second Part was conducted in 0.6 meter Flume to evaluate the effect of aspect ratio on the coefficient of lateral mixing in the presence of vegetation. in this part Wheat clusters of the average height of 120 mm used as the vegetation. Mecanol of diluted sodium chloride with specified concentration used as the tracer substance. In the downstream of injection site Concentrations at 4 sections and 15 points in each section were measured. Transverse mixing coefficient using the simplified relations of conservation of mass equation in different densities and different ratios of width to depths were calculated. Since 3-dimentional ADV was used to measure the speed, the velocity distribution, Reynolds stresses and turbulence intensity for all of the cases studied. Results showed that the transition and mass transfer mechanism between the free zone and area of vegetation affect the process of dispersing tracer substance and the initial control is carried out by the density of vegetation up to a certain density of vegetation. With increasing density of vegetation, the length of the region which secondary streams occur in is decreasing and thus mixing process is reducing. But with more increased density of vegetation there is no linear relationship between vegetation density and length of the region which secondary streams occur in and flow mixing process is increased. assuming constant channel width, increasing the width to depth Keywords :Transverse Mixing Coefficient, Density of Vegetation, Secondary Current, Aspect Ratio, Intensity Turbulance .
انتقال جریان و انتقال جرم بشدت تحت تأثیر پوشش گیاهی موجود در رودخانه‌ها، کانال‌ها و تالاب‌ها قرار دارد. پوشش گیاهی هم بر مقدار جریان و هم بر ساختار آشفته جریان تأثیر می‌گذارد و بنابراین فرآیند‌های انتقال و پراکندگی نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرند. هدف از پژوهش بررسی تأثیر پوشش گیاهی بر ضریب اختلاط عرضی جریان و همچنین تغییرهای ساختار جریان در حضور پوشش گیاهی با تراکم‌های مختلف می‌باشد. آزمایش‌های ردیابی و اندازه‌گیری‌های سرعت در دو فلوم آزمایشگاهی مستطیلی که فلوم اول به طول 7 متر، عرض 32/0 متر و ارتفاع 35/0 متر در دانشگاه صنعتی و فلوم دوم به طول 20 متر، عرض 6/0 متر و ارتفاع 6/0 متر در دانشگاه شهرکرد قرار داشت انجام گرفت. آزمایش‌ها در دو قسمت انجام گرفت: 1) قسمت اول در فلوم 32/0 متری و به منظور بررسی تأثیر تراکم پوشش گیاهی بر ضریب اختلاط عرضی صورت گرفت. در این قسمت پوشش گیاهی بوسیله استوانه‌های چوبی به قطر 6 میلیمتر و ارتفاع 130 میلیمتر شبیه‌سازی شد و در چهار تراکم مختلف در کف فلوم نصب گردید. 2) قسمت دوم در فلوم 6/0 متری و به منظور بررسی تأثیر نسبت ظرافت جریان بر ضریب اختلاط عرضی در حضور پوشش گیاهی صورت گرفت. در این قسمت از خوشه‌های گندم به ارتفاع میانگین 120 میلیمتر به عنوان پوشش گیاهی استفاده شد. از مکانول رقیق شده کلرید سدیم با غلظت مشخص به عنوان ماده ردیاب استفاده شد. غلظت‌ها در 4 مقطع در پایین دست مکان تزریق و در هر مقطع 15 نقطه اندازه‌گیری گردید. ضریب اختلاط عرضی با استفاده از روابط ساده شده معادله بقای جرم برای تراکم‌ها و نسبت عرض به عمق‌های مختلف محاسبه گردید. از آنجا که برای اندازه‌گیری سرعت از دستگاه سرعت سنج صوتی سه بعدی استفاده شده است، توزیع سرعت، تنش‌های رینولدز و شدت آشفتگی جریان نیز برای تمامی حالت‌ها مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می‌دهد که مکانیزم تبادل و انتقال جرم بین منطقه آزاد جریان و ناحیه درون پوشش گیاهی بر فرآیند انتشار ماده ردیاب تأثیر گذار بوده و تا یک تراکم خاص کنترل اولیه توسط تراکم پوشش گیاهی صورت می‌گیرد. با افزایش تراکم پوشش گیاهی طول ناحیه‌ای که در آن جریان‌های ثانویه رخ می‌دهند کاهش یافته و در نتیجه فرآیند اختلاط کمتر می‌شود.ولی با افزایش بیشتر تراکم پوشش گیاهی دیگر رابطه خطی بین تراکم پوشش گیاهی و طول ناحیه‌ای که در آن جریان‌های ثانویه رخ می‌دهد وجود نداشته و فرآیند اختلاط افزایش پیدا می‌کند. با فرض ثابت بودن عرض کانال، با افزایش نسبت عرض به عمق طول ناحیه‌ای که در آن جریان‌های ثانویه رخ می‌دهد کاهش یافته در نتیجه فرآیند اختلاط و ضریب اختلاط عرضی نیز کاهش پیدا می‌کنند. کلمات کلیدی: ضریب اختلاط عرضی، تراکم پوشش گیاهی، جریان‌های ثانویه، نسبت عرض به عمق، شدت توربولانس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی