بررسی آستانه ته‌نشینی رسوبات چسبنده معلق با استفاده از مدل آزمایشگاهی فلوم دایره‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

فلوکوله شدن رسوبات چسبنده باعث افزایش میزان ته‌نشینی می‌شود. در این تحقیق،‏ آزمایش‌هایی در یک فلوم دایره‌ای اجرا شد. رسوبات مورد استفاده،‏ از مخزن سد کوچک گهرباران واقع در نزدیکی شهرکرد (از زیرحوضه‌های کارون شمالی) برداشت شد. این رسوبات متشکل از 31 درصد رس،‏ 58 درصد سیلت و 11 درصد ماسه بود. پروفیل سرعت و تنش برشی جریان (در بستر) با استفاده از دستگاه سرعت‌سنج ADV و غلظت رسوبات با روش خشک کردن و توزین اندازه‌گیری شد. مدت هر آزمایش 180 دقیقه و زمان لازم برای رسیدن به غلظت تعادلی برای آزمایشات مختلف بین 30 تا 60 دقیقه بود. نتایج نشان می‌دهد که بین تنش برشی بستر و غلظت نسبی تعادلی،‏ رابطه خطی حاکم است. نرخ ته‌نشینی رسوبات براساس تغییرات زمانی غلظت رسوب محاسبه شد. این پارامتر و غلظت نسبی تعادلی رابطه غیر‌خطی از نوع درجه دوم دارند. همچنین آستانه عدم ته‌نشینی رسوبات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در آزمایشات با غلظت اولیه 5،‏ 10 و 20 گرم بر لیتر،‏ تنش برشی آستانه ته‌نشینی به‌ترتیب 827‎/0،‏ 938‎/0 و 98‎/0 نیوتن برمترمربع است. این نتیجه نشان می‌دهد بین حداقل تنش برشی موردنیاز جریان برای ته‌نشینی رسوبات چسبنده و غلظت اولیه رابطه مستقیم وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the rate of cohesive sediments deposition using a rotational flume

نویسندگان [English]

  • Hossein Samadi
  • M. Naderi
  • R. Fattahi
چکیده [English]

Aggregation of cohesive sediments increases the rate of sediment deposition. To investigate the cohesive sediment deposition processes, experiments were conducted in a rotational flume in the Hydraulic Laboratory of Shahrekord University. Sediment samples were taken from a small dam reservoir located near Shahrekord city (as a subbasin of north Karun watershed). The sediments were composed of 31% clay, 58% silt and 11% sand. For each experiment, the velocity and shear stress profiles were measured using acoustic doppler velocimeter (ADV) and suspended sediment concentration was measured using drying and weighting method. Duration of each experiment was 180 minutes and the required time to reach the equilibrium concentration ranged from 30 to 60 minutes. The results show that a linear relationship exists between the bed shear stress and the relative equilibrium concentration. Based on the time variations of the sediment concentration, the deposition rate of the sediments was calculated and a parabolic relationship was derived between the deposition rate of sediments and the equilibrium relative concentration. The threshold of non-settling of sediments has also been investigated. Minimum bed shear stress at threshold deposition of sediment for initial sediment concentration of 5, 10 and 20 gm/l were 0.827, 0.938 and 0.98 N/m2, respectively. This means that the minimum shear stress directly depends on the initial concentration of the sediment

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cohesive sediments
  • Angular flume
  • Deposition rate
  • Shear Stress