«یادداشت تحقیقاتی» بررسی آزمایشگاهی تغییرات سرعت سقوط رسوبات چسبنده با استفاده از استوانه ته‌نشینی

نوع مقاله: یادداشت تحقیقاتی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آب و رئیس مرکز تحقیقات منابع آب، دانشگاه شهرکرد

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، دانشگاه شهرکرد

3 استاد گروه آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

4 کارشناس ارشد مهندسی عمران آب، دانشگاه آزاد واحد تهران مرکزی

چکیده

-  در این تحقیق سرعت سقوط رسوبات چسبنده در حالت سکون با انجام آزمایش در یک استوانه ­ته­نشینی از جنس پلکسی ­گلاس با قطر داخلی 19 سانتی‌متر و ارتفاع 300 سانتی‌متر مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌ها با 5 غلظت اولیه­ ی 3، 5، 10، ،15و20 گرم بر لیتر انجام گرفت و در فواصل زمانی مختلف از 5 دقیقه تا 480 دقیقه غلظت رسوب معلق از طریق نمونه‌گیری از شیرهایی که در فواصل ارتفاعی 20 سانتی‌متری در مدل تعبیه شده بود، اندازه‌گیری گردید. برای محاسبه سرعت سقوط رسوبات چسبنده از معادله دیفرانسیلی مک­لافلین استفاده شد. نتایج نشان داد معادله مک­لافلین رفتار رسوبات چسبنده در حالت سکون را به خوبی مدل‌سازی می­کند. در تمام آزمایشات بیشترین سرعت سقوط ذرات در زمان 15 دقیقه پس از شروع فرایند ته ­نشینی اتفاق افتاد که با نتایج کار محققان دیگر هم‌خوانی داشت. با افزایش غلظت اولیه آزمایش، سرعت سقوط رسوبات، روند کاهشی داشت، بطوری‌که بیشترین سرعت سقوط اندازه ­گیری شده برای غلظت اولیه 3 گرم بر لیتر و برابر 84/5 میلی‌متر بر ثانیه بود و کمترین سرعت سقوط مربوط به غلظت اولیه 20 گرم بر لیتر و برابر 13/2 میلی‌متر بر ثانیه بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


Cancio L. and Neves R. (1995). "Three dimentional  model system for baroclinic estuarine dynamics and suspended sediment transport in a mesotidal estuary". Computational Mechanics Publications, 11: 353-360.

Cancio L. and Neves R. (1999). "Hydrodynamics  and sediment suspension modelling in stuarine system". Journal of Marine Systems, 22: 105-116.

Fathi-Moghadam, M., A. Arman, H. Samadi-Boroujeni and S. Emamgholizadeh, (2009), "Fall velocity of cohesive sediments in Dez dam reservoir", Research Journal of Environmental Sciences, 3(1): 71-79.

Krone R. B. (1963). "A study of rheologic properties of estuarial sediment". Hyde. Eng. Lab. And Soni. Eng. Lab. Univ. of California, Berkeley, No. 63-38.

Lau Y. L. and Kkrishnappen B. G. (1992). "Size distribution and settling velocity of cohesive sediments during settling". Journal of Hydraulic Research, 30(5): 673-684.

Mehta A.J. and Partheniades E. (1979). "Kaolinite resuspension properties". Tech. Note. Proc ASCE, 105: 164-177.

Mclauglin RT. (1959). "Settling properties of suspensions". Proc. ASCE.HY12. Paper 2311. 85 :9-41.

Nicholas J. and O Connor B. A. (1986). "Cohesive sediment transport model". Journal of Hydraulic Engineering. - 112(7): 621-640.

Samadi-Boroujeni, H., M. Fathi-oghaddam, M. Shafaie-Bajestan and H. Mohammad. Vali. Saman, (2005), "Modelling of sedimentation and self-weight consolidation of cohesive sediments", Sediment and Ecohydraulics Intercoh2005. 1st Edn. Elsevier B.V.Oxford, UK, ISBN: 978-444-53184-1. pp. 165-191

Sanford, L., Dickhudt, P.J., Rubiano-Gomez, L., Yates, M., Suttles, S.E., Friedrichs, C.T., Fugate, D.D., and Romine, H., (2005), "Variability of suspended particle concentrations, sizes, and settling velocities in the Chesapeake Bay turbidity maximum. In: Droppo, I.G., Leppard, G.G., Liss, S.N., and Milligan, T.G. (eds.), Flocculation in Natural and Engineered Environment Systems". CRC Press, Washington D.C., pp. 211–356.

Scully, R.W., Shiffman, R.L., Olsen, H.W. and Ko, H.Y., (1984), "Validation of consolidation properties of phosphatic clay at very high void ratios", ASCE
Symposium on Sedimentation/ Consolidation Models, San Francisco.

Shin,H.J., M. Son and G. Lee, (2015). "Stochastic flocculation model for cohesive sediment suspended in water". Water 2015, 7, 2527-2541; doi:10.3390/w7052527

Spicer, P.T., Pratsinis, S.E., Raper, J., Amal, R., Bushell, G. and Meesters, G. (1998). "Effect of shear schedule on particle size, density, and structure during flocculation in stirred tanks". Powder Tech., 97, 26–34.

Thorne J.A. Grace E. Swift  D.J.P and Niedoroda A. (1991). "The depositional fabric and analytical approach to stratification and facies identification sedimentation on continental margins in shel sand and sandstone bodies". Special Publication 14, International Association of Sedimentologists. Blackwell Scientific Publications, Oxford, pp. 59–87.

Toorman E. (1992). "Modelling of fluid mud flow and consolidation". Ph.D Thesis, Hydraul. Lab., Katholieke Univ. Leuven, Belgium.

Yamagami T., Ueno K. and Sakai, S., (2000), "Back analysis for determination of sedimentation and consolidation properties", Coastal Geotechnical Engineering in Practice, Nakase and Tsuchida (eds) Balkema, Rotterdam, ISBN.