مطالعه ی آزمایشگاهی تأثیر اندازه و چیدمان زبری ها بر راندمان افزایش اکسیژن محلول آب در سازه کنترل تراز بستر سطح شیبدار با شیب 1:5

غلظت اکسیژن محلول آب یکی از مهمترین پارامتر کیفی آب بوده و نقش مهمی در بهبود شرایط زیست محیطی رودخانه ها و نیز فرایندهای حذف آهن و منگنز ازمنابع آب شرب در تصفیه خانه ها دارد. یکی از روشهای افزایش سطح اکسیژن محلول استفاده از سازه هایی می باشد که منجر به ایجاد اغتشاش و آشفتگی در جریان و ورود حبابهای کوچک هوا به آب شود. سازه های کنترل تراز بستر سطح شیبدار یکی از سازه های ثقلی-ریزشی میباشند که علاوه بر عملکرد مطلوب در پایداری تراز بستر رودخانه، به علت ساختار جریان عبوری از روی آن و امکان اجرای زبریهای متنوع از نظر اندازه و آرایش، میتواند به عنوان یک سازه افزایش دهنده اکسیژن محلول در آب نیز ایفای نقش کنند. در این پژوهش تأثیر اندازه و چیدمان زبریهای بزرگ مقیاس (yc/ks<2/5) و متوسط مقیاس (2/5>yc/ks<6/6) بر افزایش راندمان اکسیژن محلول پایین دست سازه کنترل تراز بستر سطح شیبدار با شیب 1:5 به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت.آزمایشها برای دامنه وسیعی از دبی جریان، شرایط پرش هیدرولیکی آزاد و مستغرق (پرش هیدرولیکی روی سطح شیبدار) و غلظتهای مختلف اکسیژن محلول در بالادست سازه انجام شد. تجزیه و تحلیل نتایج و بررسی روند تغییرات عملکرد سازه ها در تمامی غلظت های اکسیژن محلول بالادست نشان داد که در شرایط پرش هیدرولیکی مستغرق، راندمان غلظت اکسیژن محلول (Ef) برای زبریهای متوسط مقیاس و بزرگ مقیاس در دامنه چیدمان و دبیهای مختلف مورد بررسی، بطور متوسط 17 و 39 درصد نسبت به سازه کنترل تراز بستر سطح شیبدار بدون اعمال زبری افزایش پیدا میکند. بررسی نتایج نشان داد در شرایط تغییر موقعیت پرش هیدرولیکی به وضعیت آزاد، پارامتر Ef برای زبری های متوسط مقیاس، بطور متوسط 9 درصد کاهش مییابد ولی با افزایش اندازه زبریها به بزرگ مقیاس، پارامتر Ef در دامنه دبیها و چیدمانهای مختلف بطور متوسط 10 درصد افزایش پیدا میکند.

کلیدواژه ها:

سازه کنترل تراز بستر سطح شیبدار1 ، اکسیژن محلول2 ، هوادهی3 ، تندآبهای سنگی4 ، زبری بزرگ مقیاس5