
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,607,817 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,199,707 |
کاربرد روش پردازش تصویر دیجیتال در برآورد ضریب انتشار طولی در آبراهه های مرکب | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 17، دوره 23، شماره 4، مهر 1395، صفحه 281-293 اصل مقاله (1.43 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2016.7901.2095 | ||
نویسندگان | ||
حسین حمیدی فر* 1؛ محمد حسین امید2؛ محمدجواد امیری3؛ مهدی بهرامی3 | ||
1دانشگاه شیراز | ||
2پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران | ||
3دانشگاه فسا | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: پیشبینی چگونگی پخش آلایندهها به منظور محافظت و مدیریت رودخانهها ضرورت دارد و از لحاظ سلامتی انسان و بهداشت عمومی حائز اهمیت است. ضریب انتشار طولی در رودخانهها معمولا با روشهای پرهزینه مطالعات میدانی یا فرمولهای تجربی و راهحلهای تحلیلی محاسبه میشود. بررسیها نشان داده است که نتایج این روشها فقط برای بازهای از رودخانه که در آن توسعه داده شدهاند و یا شرایط جریان و هندسه مقطع که فرمول برای آن استخراج شده است معتبر می-باشد. در این پژوهش کاربرد روش پردازش تصاویر دیجیتال به عنوان یک روش نوین در برآورد ضریب انتشار طولی آلایندهها به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. مواد و روشها: بررسیها در یک کانال آزمایشگاهی به طول 18، عرض 9/0 و ارتفاع 6/0 متر با دیوارههای از جنس پلکسیگلاس و سیستم بازچرخانی جریان انجام شدند. مقطع کانال از نوع مرکب بوده و عرض کانال اصلی برابر 45/0 متر و عمق لبریزی برای 14/0 متر در نظر گرفته شد. اندازهگیری سرعت بوسیله دستگاه سرعت سنج سهبعدی صوتی انجام شد. سه ردیاب مختلف شامل محلول پودر رنگ، محلول رنگ خوراکی و محلول پرمنگنات پتاسیم بررسی شدند و بر اساس معیارهای موجود، محلول پرمنگنات پتاسیم به عنوان مناسبترین ردیاب انتخاب شد. تزریق ردیاب به صورت عرضی-خطی انجام شد. با تصویربرداری از ابر آلودگی در سه مقطع مختلف در پاییندست محل تزریق و با استفاده از قانون جذب بیر-لامبرت، غلظت ردیاب متوسطگیری شده در عمق متناسب با شدت نور تصویر ثبت گردید و بر اساس آن ضریب انتشار طولی به کمک روش تبادل ممان استاندارد محاسبه شد. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که روش پردازش تصویر دیجیتال میتواند بدون نیاز به نمونهگیری مستقیم، به عنوان یک روش با دقت بالا و مقرون به صرفه در مطالعات مربوط به انتشار آلودگی به ویژه در شرایط آزمایشگاهی مورد استفاده محققین قرارگیرد. از آنجا که آزمایشهای تحقیق حاضر در یک کانال مرکب انجام شدند، تغییرات ضریب انتشار طولی نیز به ازای سه عمق نسبی 15/0، 25/0 و 35/0 بررسی شد. نتیجهگیری: پس از انجام آنالیز ابعادی و تعیین پارامترهای بدون بعد موثر بر پدیده انتشار طولی در یک کانال مرکب، نتایج نشان داد که با افزایش عمق نسبی از 15/0 تا 35/0، مقدار بدونبعد ضریب انتشار طولی در کانال اصلی حدود 65% و در سیلابدشت حدود 56%افزایش می یابد. در نهایت، رابطهای به منظور برآورد مقدار ضریب انتشار طولی در کانالهای با مقطع مرکب ارائه گردید. تحقیقات بیشتری بایستی صورت پذیرد تا بتوان از قابلیتهای این روش علاوه بر ررسیهای آزمایشگاهی در مطالعات میدانی نیز بهره جست. | ||
کلیدواژهها | ||
روش پردازش تصویر؛ ضریب انتشار طولی؛ کانال مرکب؛ کیفیت آب؛ ردیاب | ||
مراجع | ||
1.Chatila, G. 1997. Modeling of pollutant transport in compound open channels. PhD Dissertation, Ontario, Canada: University of Ottawa.
2.Djordjevic, S. 1993. Mathematical model of unsteady transport and its experimental validation in compound open channel flow. J. Hydr. Res. 31: 2. 229-248.
3.Faramarz, M. 2002. 1-D mathematical model for pollutant transport in compound channels. M.Sc. Thesis, University of Tarbiat Modarres. (In Persian)
4.Fischer, H.B., List, E.J., Koh, R.C.Y., Imberger, J., and Brooks, N.H. 1979. Mixing in inland and coastal waters. Academic Press.
5.Ghisalberti, M., and Nepf, H. 2005. Mass transport in vegetated shear flows. Environmental Fluid Mechanics. 5: 527-551.
6.Goring, D.G., and Nikora, V.I. 2002. Despiking acoustic dopplervelocimeter data. J. Hydr. Engin. ASCE. 128: 1. 117-126.
7.Hamidifar, H., and Omid, M.H. 2013. Floodplain vegetation contribution to velocity distribution in compound channels. J. Civil Engin. Urbanism. 3: 6. 357-361.
8.Hamidifar, H., Omid, M.H., and Keshavarzi, A. 2015. Longitudinal dispersion in waterways with vegetated floodplain. Ecological Engineering, 84: 398-407.
9.Hamidifar, H., Omid, M.H., and Keshavarzi, A. 2015. Effect of Floodplain Submerged and Non-submerged Vegetation on the Transverse Mixing Coefficient of Pollutants. J. Hydr. 10: 1. 13-23. 10.Hu, C., Ji, Z., and Guo, Q. 2010. Flow movement and sediment transport in compound channels. J. Hydr. Res. 48: 1. 23-32.
11.Lin, B., and Shiono, K. 1995. Numerical modelling of solute transport in compound channel flows. J. Hydr. Res. 33: 6. 773-788.
12.Nokes, R.I., and Hughes, G.O. 1994. Turbulent mixing in uniform channels of irregular cross section. J. Hydr. Res. 32: 1. 67-86.
13.Nokes, R.I., and Wood, I.R. 1988. Vertical and lateral turbulent dispersion: some experimental results. J. Fluid Mech. 187: 373-394.
14.Pourmoghadam, M. 2008. Spreding of nonreactive solutions in a compound channel. M.Sc. Thesis, Hydraulic Structures, Irrigation and Reclamation Engineering Department, University of Tehran. (In Persian)
15.Prinos, P. 1992. Dispersion in compound open channel flow. P 359-372, In: R.A. Falconer, K. Shiono and R.G.S. Matthew (Eds.), Hydraulic and Environmental Modelling: Estuarine and River Waters. Ashgate Publishing Ltd.
16.Rajaratnam, N., and Ahmadi, R. 1981. Hydraulics of channels with flood plains. J. Hydr. Res. 19: 1. 43-60.
17.Rutherford, J.C. 1994. River mixing. New York: John Wiley & Sons, 347p.
18.Shiono, K., and Feng, T. 2003. Turbulence measurements of dye concentration and effects of secondary flow on distribution in open channel flows. J. Hydr. Engin. ASCE. 129: 5. 373-384.
19.Shiono, K., Scott, C.F., and Kearney, D. 2003. Predictions of solute transport in a compound channel using turbulence models. J. Hydr. Res. 41: 3. 247-258.
20.Wahl, T.L. 2000. Analyzing ADV data using WinADV. ASCE Joint Conference on Water Resources Engineering and Water Resources Planning and Management, Minneapolis, Minnesota, USA, July 30-August 2.
21.WHO (World Health Organization). 2002. World health report: reducing risks, promoting healthy life. France.
22.Wood, I.R., and Liang, T. 1989. Dispersion in an open channel with a step in the cross-section. J. Hydr. Res. 27: 5. 587-601. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,542 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,066 |