6.10 سنجش تخلیه 

1.6.10. اصول راه اندازی شبکه سنجش تخلیه شهری

طراحی شبکه هیدرومتری در مناطق شهری به گونه ای ساخته شده است که امکان تخمین کامل و سیستماتیک تخلیه آب در تمام راه های گردش خون را فراهم می کند. مثالی در شکل 6.10 آورده شده است.

شکل 6.10. شبکه هیدرومتری در مناطق شهری.

در هنگام طراحی محل ایستگاههای اندازه گیری ابتدا باید به اجزای تعادل آب توجه شود. نقاط اندازه گیری M1 و M2 به ترتیب به سیلاب طوفان تولید شده در حوضه اطراف روستایی واقع در بالادست منطقه شهری و آب تصفیه نشده در حد پایین دست شهر اشاره دارد. نقاط S1 تا S6 نشان دهنده ایستگاه هایی است که روی کانال ها یا لوله های سیستم فاضلاب قرار دارند.

شرایط هیدرولیکی جریان، گروه دوم معیارهای تعیین نوع و روش اندازه گیری ایستگاه های اندازه گیری را تشکیل می دهد. اینها هستند:

• جریان بحرانی (Fr <1) ؛
• جریان فوق بحرانی (Fr > 1) ؛
• جریان آب خلفی که توسط رودخانه دریافت کننده تحریک می شود، آب آن هنگام سیلاب به کانال های فاضلاب و لوله ها نفوذ می کند.
• جریان تحت فشار
• رسوب مجاری.

انواع داده های ثبت شده سومین عاملی است که باید در نظر گرفته شود در حالی که طراحی شبکه هیدرومتریک در نظر گرفته شده است. طبق داده های Maksimovic (1993) انواع داده ها در جدول 10.1 آورده شده است.

جدول 1.10 انواع داده ها و وضوح زمانی آنها.

Needs	Types of data	Time resolution
Time series analysis	Series of discharges	Continuous on 5-10 minutes interval
Exploitation of the sewer system	Statistical values	Daily or monthly estimates
Carrying out and testing mathematical models	Continuous records or events	1-2 minutes
Model for a concrete urban catchment	Long period record	1-2 minutes
The real time flood control	On-line data tele-transmission	1-5 minutes
Water pollution control	Statistical data and real time data	Variable function of the type of use.

2.6.10. انواع ایستگاه های اندازه گیری

انواع ایستگاه های اندازه گیری به اهداف و امکان تنظیم آنها بستگی دارد.

ایستگاههای دائمی در قسمتهای مهم سیستم فاضلاب مستقر می شوند و معمولاً حتی از مرحله طراحی سیستم فاضلاب نیز تلقی می شوند. به عنوان یک قاعده کلی، ایستگاه های دائمی به دستگاه های جمع آوری خودکار داده مجهز هستند و ممکن است تجهیزات دیجیتالی سازی داده ها را از نظر انتقال از راه دور داشته باشند. برخی از ایستگاه ها ممکن است عملکرد پیچیده ای برای اندازه گیری دبی آب و پارامترهای کیفیت آب داشته باشند. مثالی از ایستگاه ثابت و پیچیده در شکل 10.7 آورده شده است. (Geiger، 1990؛ Maksimovic، 1993).

شکل 7.10 مثالی از ایستگاه اتوماتیک پیچیده.

ایستگاه های موقت بر روی عناصر ساختاری موجود در سیستم فاضلاب نصب می شوند. تصور می شود که آنها در مدت زمان محدودی کار می کنند. مزیت این نوع ایستگاه ها در این واقعیت است که گران نیستند، دستگاه ها ممکن است در بسیاری از مکان ها مورد استفاده قرار گیرند و به راحتی نصب شوند. در شکل 10.8 نوعی ایستگاه موقتی برای اندازه گیری دبی آب ارائه شده است.

شکل 8.10 یک ایستگاه موقتی.

هنگامی که برخی از داده های فردی، بررسی داده ها یا کالیبراسیون دستگاه ها هدف قرار می گیرند، از سیستم اعزامی استفاده می شود.

3.6.10. انواع تنظیمات اندازه گیری

نصب سیستم اندازه گیری بستگی به شرایط هیدرولیکی و ساختاری دارد. اندازه گیری دبی آب یا با استفاده از سازه های سازنده موجود تخلیه آب یا با اصلاح آنها انجام می شود تا درجه رضایت بخشی از دقت حفظ شود.

همانطور که در شکل 10.9 نشان داده شده است، جایی که هیچ تغییری در شرایط جریان اعمال نشده است، می توان از یک ساختار موجود به عنوان یک تنگه تاجی تیز استفاده کرد. تنها نگرانی در راه اندازی سایت دستگاه اندازه گیری مرحله آب، اطمینان از این است که این امر در منطقه انقباض جریان (بلکه پشت عمق بحرانی) نخواهد بود، صرف نظر از میزان تخلیه.

شکل 9.10 ساختار موجود مورد استفاده برای اندازه گیری جریان (Macsimovic، 1993)

تغییرات در ساختار موجود شامل انجام انقباض جریان در انتهای لوله یا کانال در حالی که در انتهای بالادست جریان قرض می شود. نمونه ای از این نوع تنظیمات در شکل 10.10 نشان داده شده است.

شکل 10.10 اندازه گیری تخلیه با انقباض جریان در یک ساختار موجود (Macsimovic، 1993)

4.6.10. انواع روش های اندازه گیری

انواع زیر اندازه گیری تخلیه در نظر گرفته شده است:

10.6.4.1. اندازه گیری بر اساس روش منطقه و سرعت

سرعت ممکن است با متر جریان پروانه در چندین نقطه یا در یک نقطه در سطح مقطع اندازه گیری شود.

در حالت اول (اندازه گیری کامل) یک سرعت  متوسط ​​محاسبه می شود و تخلیه Q به عنوان محصولی با سطح مقطع Ω بدست می آید:

در حالت دوم (اندازه گیری جزئی) ضریب تصحیح از برخی اندازه گیری های کامل قبلی بر خلاف اندازه گیری های جزئی استنباط می شود و سپس این ضریب تصحیح برای تمام نتایج داده شده توسط جزئی اعمال می شود.

در هر دو مورد یک سری اندازه گیری ها در کانال یا لوله انجام می شود و سپس، برای کانال ها و لوله هایی با سطح آب آزاد، رابطه ای بین عمق آب و دبی (منحنی درجه بندی) ایجاد می شود. بنابراین، از آن به بعد، تخلیه از عمق آب و استفاده از منحنی درجه بندی تعیین شده حاصل می شود. منحنی رتبه بندی به طور دوره ای توسط اندازه گیری ها بررسی می شود.

اندازه گیری انواع مختلف زیر:

• تند و تیز تاج دار:
• سرریز رایگان بدون آب
• جریان غرق در آب
• علف کوتاه تاجدار:
• تاج لبه تیز
• خط گرد بینی

اندازه گیری با فلوم ها، انقباضیاتی است که با باریک شدن کانال یا لوله بدست می آید. مزیت این نوع اندازه گیری در این واقعیت است که اگرچه در مورد علف های هرز، تهویه مواد جامد حمل شده توسط جریان آب مهمترین نقطه ضعف است، اما در مورد فلوم ها تقریباً کاملاً از این پدیده جلوگیری می شود.

معادله تخلیه محاسبه شده توسط یک فبوم :

معادله زیر به آن اضافه می شود:

از دو معادله، یک عمق بحرانی h_cr و ()Q بدست می آید

در معادله ضریب c_d بیانگر نسبت بین دبی واقعی و دبی است که مایع را ایده آل می داند. از آزمایشگاه هیدرولیک گرفته شده است.

برآورد های h₁ و h_cr به ترتیب سطح آب بالادست را نشان می دهند (جریان زیر بحرانی: تعداد فرود F_r < 1) و سطح در منطقه باریک شده به ترتیب. مقادیر سطح مقطع در جریان انتقادی و فوق بحرانی (تعداد فرود F_r > 1) به ترتیب با Ω₁ و Ω_cr ذکر شده است.

2.4.6.10. اندازه گیری با استفاده از روش رقت

اندازه گیری با استفاده از روش رقت در کانالهای باز با سطح آب آزاد و سرعت قابل توجهی که اجازه می دهد مخلوط خوبی از ماده شیمیایی با آبی که در آن وارد شده است استفاده می شود. اگر ماده رنگ دهنده (رودامین B، فلورسئین، دی کرومات پتاسیم یا حتی نمک) در آب با سرعت ثابت (تخلیه ثابت) qs وارد شود، پس از آن تخلیه آب Q با فرمول داده می شود:

جایی که:

•  C_s غلظت ماده با سرعت ثابت q_s
•  C₁ غلظت ماده در آب که در پایین دست نقطه پرتاب ماده رنگ کننده اندازه گیری می شود.

نگرانی اصلی در استفاده از این روش اطمینان از مخلوط خوب ماده با آب است، یعنی فاصله کافی بین نقطه پرتاب ماده و نقطه پایین دست که غلظت C₁ اندازه گیری می شود.

3.4.6.10. اندازه گیری بر اساس ارزیابی انتگرال سرعت

برخی از اندازه گیری ها بر اساس ارزیابی انتگرال سرعت در کل بخش (روش اولتراسونیک، روش اثر داپلر و غیره) است. روش اولتراسونیک شامل اندازه گیری زمان حرکت یک پرتو صوتی است که توسط دو حسگر که به طور مایل روی دیواره های کانال قرار می گیرد، در جهت پایین و بالادست ارسال می شود. هر سنسور در حالت ارسال و دریافت عمل می کند، یعنی یک پرتو اولتراسونیک را در جهت بالادست / پایین دست جریان ارسال می کند و صدای ارسالی توسط سنسور دیگر را در جهت پایین دست / بالادست دریافت می کند. طرحی از این روش در شکل 10.11 ارائه شده است.

شکل 11.10. اصل اندازه گیری سرعت آب در فراصوت.

این رابطه سرعت متوسط ​​آب را در امتداد مسیر افقی که دارای عمق b است می دهد:

جایی که t_A و t_B زمان حرکت پرتوی صدا است که توسط دو سنسور A و B به سمت پایین دست و بالادست ارسال می شود. این سیستم اندازه گیری دارای مزیت اصلی سهولت در قرار دادن در فاضلاب و انتقال به مکان های دیگر است.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح