مدل سازی عددی تخمین میانگین اندازه و غلظت رسوبات معلق مقطع رودخانه ها با استفاده از روش تیکه نگاری صوتی

امروزه با توجه به آمار بالای فرسایش در دنیا همچنان در اکثر ایستگاه­های رسوب­سنجی برای پایش رسوبات معلق از روش­های سنتی استفاده می­شود که هزینه­ و زمان­بر بوده و با خطای انسانی همراه است. اخیرا فناوری­های نوین نیمرخ جریان داپلر صوتی (ADCP) و آکوستیک توموگرافی یا تیکه نگاری صوتی رودخانه (FAT) رایج شده است. این فناوری ها بر پایه دانش آوصوتیات هستند که با ارسال و دریافت امواج صدا درون آب و تحلیل آن به تخمین میانگین غلظت و اندازه رسوبات معلق می­پردازند. تخمین غلظت رسوبات معلق با استفاده از یک بسامد تنها با نمونه­برداری از رودخانه امکان پذیر است. به همین جهت در این مطالعه برای اولین بار با توسعه روابط توموگرافی و استفاده هم­زمان از دو بسامد امکان تخمین میانگین اندازه و غلظت رسوبات معلق رودخانه با استفاده از FAT بدون نیاز به نمونه­برداری ارائه شده است. در نهایت صحت عملکرد رابطه توسعه یافته با سه احتمال رخداد فرضی با مقادیر SNR فرضی در هر بسامد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیلی با توجه به رابطه توسعه یافته نشان داد که روش تیکه نگاری صوتی با دو بسامد ۱۰ و ۳۰ کیلوهرتز قادر به پایش ذرات رسوبات معلق با میانگین اندازه شعاع حدودی بین ۱/۰ تا ۱۰۵ میکرومتر و غلظت رسوبات معلق بین ۱/۰ تا ۱۷/۷ کیلوگرم بر مترمکعب است که در مقایسه با ای­دی­سی­پی قادر به تخمین مقادیر بیشتر (۱۰۳ تا ۱۰۵ میکرومتر) و (۱/۳ تا ۱۷/۷ کیلوگرم برمترمکعب) است.

کلیدواژه ها:

آوصوتیات ، امواج صوتی ، بسامد ۱۰ کیلوهرتز ، بسامد ۳۰ کیلوهرتز ، آکوستیک توموگرافی