بررسی ضرایب انتشار طولی آلودگی‌های غیرواکنشی در محیط‌های سنگدانه‌ای

Abstract

در بسیاری از جریان­های عبوری از بدنه سد­های سنگریزه­ای و یا زه­کش­های طویل سنگی شامل جریان درون­گذر دارای سطح آزاد، مدل­سازی فرایند­های جابجایی و انتشار آلایند­ه ها از مهمترین مباحث می­باشد. در این تحقیق با استفاده از محلول کلرید سدیم و حسگر­های هدایت الکتریکی که درون محیط سنگ­دانه­ ای کار گذاشته شده بود، اقدام به برداشت منحنی­های رخنه آزمایشگاهی شد و با استفاده از حل تحلیلی معادله جابجایی-انتشار غیرماندگار و روش بهینه ­سازی برازش منحنی با روش کمترین مربعات اقدام به استخراج سری­های زمانی آلودگی در موقعیت­های کارگذاری حسگر­های هدایت ­سنج الکتریکی گردید. مجموعه دستگاه برداشت داده ­ها، شامل حسگر­های هدایت الکتریکی، دستگاه جمع­ آوری داده و نرم ­افزار تهیه شده برای آن بود. در این آزمایش­ها از دو قطر سنگدانه با اندازه ­های متوسط 1/1 و 8/1 سانتی­متر، دو دبی و پنج جرم تزریقی آلودگی استفاده گردید و در نهایت مشاهده شد که بر خلاف توزیع نرمال که حالت خاص و متقارنی از حل معادله مزبور است، منحنی­های رخنه آزمایشگاهی برداشت شده به صورت نامتقارن در بازو­های بالا و پائین ­رونده بوده و بازوی پائین­ رونده بسیار طولانی­ تری را دارد که این به دلیل ذخیره موقت آلودگی درون محیط سنگدانه ­ای و انتقال تدریجی آن به بیرون از محیط می­باشد. در حالت کلی می­توان گفت که حل تحلیلی معادله جابجایی و انتشار قادر به پیش­بینی ساختار کلی منحنی­های رخنه خروجی می­باشد، ولی در بساری از موارد مشاهده گردید که نقطه اوج منحنی تئوریکی پائین­تر از منحنی آزمایشگاهی است. مقادیر متوسط پارامتر­های آماری RMSE،CRM ، ME و MAE برای منحنی­های برداشت شده نیز به ترتیب برابر با 35/1، 000608/0، 640 (ppm) و 9/52 (ppm) می­باشد که تطابق مناسب داده­ های آزمایشگاهی برداشت شده با حل تحلیلی را نشان می­دهد.