عملية التشتيت بواسطة التيارات البحرية المتقلبة

1996 المصبات البحرية لمياه الصرف الصحي

أ.د عادل رفقي عوض

KFAS

عملية التشتيت التيارات البحرية المتقلبة علوم الأرض والجيولوجيا

لندرس غيمة من الجسيمات المائية المؤشرة للتحديد بواسطة مادة ما واقعة على سطح المياه عند بدء دورة تيارات المدّية – الجزرية (الشكل رقم 2-9)

فمن زمن  حتى الزمن  فإن الجسيمة الواحدة ستنتقل مسافة مساوية تقريباً لرحلة التيارات المدّ – الجزرية والمنتشرة على مسارها.

 

عند نهاية دورة المدّية – الجزرية سوف نلاحظ أن الجسيمات لم تعد إلى موقعها الأصلي ولكنها تظهر تبعثراً مهماً جديراً بالاعتبار.

إن مركز نقل هذه الجسيمات سيقع على الخط الأولى (الابتدائي ) إذا كانت التيارات تأخذ فقط شكل التيارات التذبذبية الصافية كلياً (دون تأثيرات إضافية).

ومهما يكن فإن الجسيمات ستتركز على الأغلب حول خط مسارها مع انزياح خفيف عن الخط الأصلي كنتيجة لوجود تيارات الانجراف المدّ – جزرية , ويمكن أن تحدث هذه العملية أيضاً كنتيجة لفعل الرياح. كما يمثل ذلك الشكل رقم (2-9).

أن قيمة عامل التشتيت في التيارات المتقلبة في منطقة غير محصورة قدرت من قبل الباحث تالبوت وغيره (20,7) بالقيمة التالية: 

حيث : d = العمق

U = سرعة التيارات المدّ – الجزرية الوسطية في حالة عمق أعظمي.

 

إن قيمة عامل التشتيت D_y في الاتجاه المساير لتيارات المدّ – الجزرية تكون بدرجة (1-2) أصغر من قيمة D_x.

وعلى كل حال فإنه من المتوقع أن فعل الريح وشواذات خط الشاطئ وكذلك الشواذات في طبوغرافية أرضية البحر يمكن أن تزيد من قيم D_x و D_y بالنسبة للتيارات المتقلبة المتذبذبة.

بالإضافة إلى أن التيارات المدّية أو الجزرية هي المسؤولة عن التشتيت,فإنها تعتبر عاملاً مهماً لتوزع الملوثات في المنطقة المجاورة للمصب, لأن تحركات التيارات المدّ – الجزرية (مع الأخذ بعين الاعتبار استقلالية خواص التشتيت في منطقة التصريف تحدد الانتشار الأولي للمياه المصرفة والمثال التالي سيوضح ذلك.

الشكل رقم (2-10) يوضح مبدئياً نموذج توزيع التركيز المتوقع في حالة أ- بحر ساكن (خالٍ من التيارات المدّية – الجزرية).

 

في حالة فعل واضح للتيارات المدية – الجزرية.

في الحالة الأولى ينحصر حقل التوزيع نسبياً في مساحة مغلقة بالنسبة إلى مصدر الملوثات وسيكون مستوى التركيز عالياً في حالة التيارات المدّية – الجزرية فإنه يمكن أن يسجّل توزيع خطي لملوثات المصدر على مسافة مساوية لمسار التيارات المدّية – الجزرية.

والنتيجة في حالة التيارات المدّية – الجزرية أن تراكيز الملوثات بشكل عام ستكون أقل والمساحة المتأثرة بالتلوث ستكون أكبر عما هي عليه في حالة البحر الساكن.

 

الاستنتاجات

حتى يستطيع الباحث أو المصمم أو الطالب المتخصص أن يضع تصوراً أو مخططاً للتخلص من الملوثات مهما كان نوعها بواسطة مصب بحري فإنه لا بد من أن يفهم أساسيات هيدروليك السواحل من تيارات مدّ وجزر وتأثيرات الأمواج والرياح وظواهر الانتشار والتشتت للملوثات.

إن كل ما يمكن أن يجمعه الدارس من معطيات تتعلق بدراسة تيارات المياه والرياح يجب أن يتعامل مع الافتراضات التي يبنيها عليها بحذر نظراً لأنها قليلة التحقق في الطبيعة بشكل مثالي, ذلك أن عدم الانتظام للمعطيات الطبوغرافية يؤثر في إحداث تغيرات في أشكال التيارات المدروسة التي لا يمكن أن يتم تقديرها ببساطة.

وهذا يقود إلى إن التنبؤات المرنة والأكثر دقة يجب أن تقوم على النماذج الفيزيائية أو الرياضية المختبرة والمحققة على أساس من القياسات الميدانية, وأيضاً فإن علينا مراعاة أثر الرياح واحتكاك المياه مع قاعدة البحر, حتى لا نفوت أية إشارة لظروف مناخية أو طبوغرافية يمكن أن تخلق شواذات في طبوغرافية أرضية منطقة التصريف وتلعب دوراً هام في تحديد معدل انتقال الملوثات وانحلالها في البحر.

 

ملخص

لما كان البحر يستخدم مقلباً للنفايات بطرائق مختلفة منها المصبات الشاطئية المباشرة والبدائية ومنها المصبات البحرية المتطورة , لذلك كان من الطبيعي دراسة الظروف الأوقيانوغرافية للبحر وتيارات المد والجزر وتأثير الرياح والأمواج وتياراتها لبحث أسس انتشار وتوزع النفايات.

وقد عرضنا المنطلقات الأساسية لهيدروليك البحار من حيث الوحدات وخواص مياه البحر إلى جانب استخراج العلاقات الأساسية لهيدروليك المياه البحرية بغرض تقدير توزع الملوثات المصرفة في منطقة الشواطئ القريبة.

كما شرحنا أثر الرياح وإجهادها مع الضغط الجوي وعلاقة وضعيتها بالتسبب في انحرافات التيارات البحرية, مع دراسة الحالات المختلفة للأمواج ما بين مثالية وأمواج متكسرة في المناطق الشاطئية وعلاقة ذلك بتحديد تلوث السواحل.

 

وفي مجال الانتشار والتشتيت بينا الفرق بين المفهومين بعد تعريفهما وتمييزهما ووضع العلاقات الرياضية النظرية الخاصة بكل منهما.

مع تحديد عوامل الانتشار في الاتجاهات الثلاثة, وأيضاً دراسة حالة التشتيت عن طريق التيارات البحرية المتقلبة لأهميتها في توزيع الملوثات في المنطقة المجاورة لمصب مياه المجاري وبالتالي لاختيار الحل الأمثل لتصميم المصب البحري .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]