مطالعه آزمایشگاهی و مدل سازی فرسایش بستر چسبنده

در مدل سازی کیفیت آب، غلظت رسوبات چسبنده از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. غلظت رسوبات چسبنده در آب، عمدتا توسط پدیده های فرسایش و رسوبگذاری کنترل می شود. فرمول ها و مدل های فرسایش و رسوبگذاری موجود فاقد مبانی و مفاهیم فیزیکی بوده و قابل استفاده برای مدل سازی بلند مدت کیفیت آب نمی باشند. لذا نیاز به رویکرد و فرمول و الگوریتم مدل سازی جدیدی می باشد که هم سریع و هم دقیق باشد. مدل پیشنهادی این رساله فقط مختص بستر با رسوبات چسبنده با درصد رس حداقل ده درصد و با ماسه بسیار اندک و غلظت پائین رسوبات معلق می باشد. در مدل، پتانسیل نرخ فرسایش معادل نرخ اختلاط از روی گل روان در نظر گرفته شده است. تنش برشی بستر نیز به صورت یک متغیر احتمالاتی در نظر گرفته شده و فرسایش تحت تاثیر دنباله انتهایی یک توزیع احتمالاتی تک متغیری برای تنش برشی لحظه ای قرار دارد. تنش برشی بحرانی را نیز که در مدل، معادل مقاومت برشی واقعی بستر در نظر گرفته می شود، به چگالی خشک رسوبات بستر و چسبندگی ارتباط داده شده است. در این رساله، برای یافتن تغییرات چگالی خشک در عمق و در دوره های مختلف تحکیم، از آزمایش استوانه تحکیم استفاده شده است. لایه بندی بستر در مدل ضروری است. مدل پیشنهادی نیاز به هشت متغیر فیزیکی دارد که هفت متغیر آن را با کمک آزمایش می توان اندازه گیری کرده و به برآوردهای اولیه ای از آنها دست پیدا کرد. تنها متغیری که قابل اندازه گیری نیست و باید در مراحل واسنجی مورد ارزیابی و تخمین قرار گیرد، ضریب مربوط به توزیع احتمال تنش برشی می باشد. نمونه برداری آب و رسوب از مصب سد سفید رود و آزمایش های فرسایش در یک فلوم مستقیم با امکان گردش آب و رسوب انجام شده است. مدل به خوبی ظرفیت کالیبره شدن دارد و نتایج شبیه سازی توسط آن، مشخصات استهلاکی نمایی نرخ فرسایش را به خوبی شبیه سازی کرده است.