دراسة الطبقات السطحية من النافورة الغاطسة

1996 المصبات البحرية لمياه الصرف الصحي

أ.د عادل رفقي عوض

KFAS

دراسة الطبقات السطحية من النافورة الغاطسة علوم الأرض والجيولوجيا

إذا وصلت النافورة الغاطسة في المياه (Submerged jet) إلى سطح البحر فعند ذلك يمكن لها أن تنتشر في الطبقة العليا من المياه.

ويمكن أن يكون للنافورة طاقة مصونية متبقية عند وصولها إلى السطح وعند هذه الحالة لن تستقر على السطح وإنما أيضا تتحرك أفقيا بسرعة معتبرة بسبب الطاقة الكافية التي تملكها.

إن حقل مياه المجاري الواصل إلى سطح المياه ستبقى كثافته أقل من كثافة الوسط المحيط وبالتالي سيؤدي ذلك إلى انتشار جانبي لمياه المجاري (الملوثات) بسبب انحدار الكثافة الأفقي.

 

وحتى الآن ليس هناك – على حد علمي – وسائط كافية تمكننا من تحديد سرعة انتشار حقل مياه المجاري. المصدر (10) يعطي ملاحظات استكشافية من خلال سلسلة من التجارب العديدة والمكثفة في مياه البحر والتي تبين بالنتيجة أن السماكة الوسطية للطبقة المتكونة على السطح تساوي تقريبا 12/1 من طول النافورة (Ls) المقاسة على طول المحور من نقطة التصريف (فتحة المصب البحري) حتى سطح المياه (عمق المصب تقريبا).

وفي حالة نافورة مائية صغيرة ضيقة (slot jet) المصدر (5) تعطي سماكة الطبقة مساوية إلى حوالي 4/1 من طول خط مسار النافورة.

 

وحتى يمكن حساب السماكة الشاقولية الابتدائية لحقل مياه المجاري عند المركز في حالات الاستمرارية للجريان الكلي (مياه المجاري + مياه الوسط) بالعلاقة:

سماكة الحقل بالمتر 

غزارة التصريف م³/ ثانية  

درجة الانحلال الوسطية عند مركز الحقل 

سرعة التيارات الأفقية 

طول الجزء الرذاذ                                      

(B يساوي يساوي عدد الفتحات للرذاذ × البعد بين كل فتحتين متتاليتين).

 

إن حقل مياه المجاري سيكون له عرض W يساوي عند البدء تقريبا طول مقطع الجزء الرذاذ والذي يحدد عادة من 3 ^/zo حتى 4 ^/zo ويكون متوضعا على طول الخط الطبيعي لاتجاه التيارات.

وهذه النقطة مفيدة ومهمة عند دراسة الانتشار الجانبي (lateral diffusion) للحقل في المجال البعيد (Far- Field) (الشكل رقم 4-12).

إن النافورة الطافية (Buoyant jet) بقيمة منخفضة لعدد فراود (كمقياس الكثافة) والمتوضعة في مياه عميقة تنتج طبقة سطحية مستقرة وهي حالة تمكن من تحديد الانحلال في الحقل القريب وبدقة مقبولة بواسطة النماذج المشروحة سابقا (الشكل رقم 4-12).

حتى نؤكد الخلط الشاقولي الفعالي وبالضبط بدءاً من الحقل البعيد (Far – field) والذي يعتبر المجال الرئيسي الفعال لعمل النافورة، فإنه يجب تخفيض تناقض الكثافة (Density deficiency) حتى قيمة معينة.

 

فالمصدر (11) اقترح قيمة 5_ر0 كغ/م3 وتحت هذه القيمة تستطيع التيارات المضطربة الدوامة للوسط المحيط أن ةتكسر الترابط أو التداخل ما بين مياه المجاري ومياه البحر.

وهذا يعني أنه لأجل مياه بحر بكثافة 1025 كغ/م3 ومياه مجاري بكثافة 1000كغ/م3 فإن قيمة انحلال مياه المجاري عند السطح ستكون 50 .

إن قيمة S_t =50 تبدو كضابط تصميمي يمكن أن يوصى به على الأقل لتجاوز مشكلة النقص في الحصول على التحاليل الكافية للموضوع المطروح أعلاه. وهذا ما جرى الأخذ به فعلياً في المصبات البحرية لبعض المدن البريطانية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]