فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

تبادل جریان‌های سطحی و زیرسطحی در بستر رودخانه‏ها در اثر شکل طبیعی رودخانه‏ و سازه‏های مختلف در مسیر جریان، بدلیل توجه روز افزون به محیط زیست در سالهای اخیر، مورد توجه محققین قرار گرفته است. از آنجایی که سازه‌های مسیر جریان نقش کنترل‌شده و اثرگذارتری نسبت به ریخت‌شناسی رودخانه‌ها در شکل‌گیری این تبادلات دارند، در این پژوهش تاثیر عمق نفوذ این سازه‌ها در بستر متخلخل بر خصوصیات جریان‌های تبادلی از طریق آزمایش و شبیه‌سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌ها در یک کانال آزمایشگاهی به طول 10 متر، عرض 20 سانتی‌متر، عمق 30 سانتی‌متر و شیب 01/0،  برای سه عمق نفوذ 9، 11 و 13 سانتی‌متر انجام و برای مسیریابی جریان از ردیاب پتاسیم پرمنگنات استفاده شد. همچنین برای بدست آوردن مشخصات جریان تبادلی و الگوی جریان تبادلی با روش ردیابی ذرات، توسط نرم‌ افزار Flow 3D شبیه‌سازی شد. نتایج نشان داد که در دامنه رینولدز 1020 تا 3450، افزایش عمق نفوذ سازه از 9 به 13 سانتی‌متر، موجب افزایش زمان ماند و کاهش نرخ تبادل می‌شود. افزایش دبی جریان موجب کاهش نرخ تبادل و افزایش زمان ماند می‌شود. بنابراین می‌توان بکارگیری پلکان با عمق نفوذ بیشتر را برای بدست آوردن زمان ماند بیشتر و پلکان با عمق نفوذ کم‌تر را برای بوجود آوردن نرخ تبادل بیش‌تر توصیه کرد.