فصل چهارم: هيدرومتري و روشهاي آن

3- استفاده از ردياب ها :
يكي از راههاي اندازه گيري دبي رديابها يا Tracer ها هستند.
3-1 استفاده از مواد رنگي :
به جاي استفاده از جسم شناور مي توانبا ريختن برخي مواد رنگي چون پرمنگنات پتاسيم در آب و اندازه گيري زمان پيمايش يك بازه مشخص در چند تكرار سرعت آب را اندازه گيري نمود . ماده رنگي بايد بصورت تزريق يكجا در آب ريخته شود از آنجائي كه رنگ در طول مسير با آب مخلوط مي شود مي توان تقريباً فرض كرد كه سرعت انتقال ماده رنگي برابر است با سرعت متوسط آب است و نيازي به ضريب اصلاحي k نيست .

3-2 روش شيميائي ( Dilution gauging ) :
اين روش بيشتر در مواقعي كه به دلايلي چون تلاطم شديد آب ، سنگلاخي بودن مسير ، كم عمق بودن مقطع و... امكان استفاده از مولينه وجود ندارد استفاده مي شود . بنيان اين روش بر اين اصل استوار است كه بر اساس معادله پيوستگي مي توان دبي را از روي ميزان رقيق شدگي يك ماده شيميائي ردياب محاسبه نمود نوع ماده شيميائي مهم است و بايد داراي خصوصيات زير باشد :
- به آساني در آب و در درجه حرارت معمولي قابل حل باشد .
- جذب گياهان آبزي و مواد ديگر رودخانه نشود .
- در آب رودخانه وجود نداشته باشد يا غلظت آن در حالت عادي كم باشد .
- پيامدهاي زيست محيطي نداشته باشد .
- آشكار سازي آن آسان باشد .
- هزينه زيادي نداشته باشد .
سديم دي كرمات در گروه ردياب هائي است كه بيشتر ويژگي ها را داراست . اين ماده تا 600 كيلوگرم در متر مكعب در اب انحلال دارد و توسط روش هاي رنگ سنجي مي تواند دقيقاً اندازه گيري شود . با استفاده از فلام فوتومتر مي توان ليتيوم كلرايد را تاغلظت0.1 گرم رديابي نمود نمك طعام يا سديم كلرايد ، سديم يديد ، سديم نيترات و سولفات منگنز نيز از ردياب هاي خوب هستند . نمك طعام را مي توان با اندازه گيري تغيير EC به خوبي رديابي نمود . مواد راديواكتيو نيز با دقت بسيارزيادي قابل اندازه گيري هستند ولي از نظر زيست محيطي خالي از خطر نيستند ( مهدوي،1357 ) از جمله اين مواد مي توان به برومين 82 ، طلا 198 ، يدين 131 و سديم 24 اشاره نمود . غلظت اندك اين مواد توسط دستگاه هاي حساس قابل اندازه گيري است . روش ايزوتوپ ها به عنوان روش جداگانه مورد بحث قرار مي گيرد و در ادامه ذكر خواهد شد .
دو طريقه اندازه گيري بوسيله مواد شيميايي عبارتند از :
تزريق با دبي ثابت (constant rate injection ) و تزريق يكباره ( gulp injection ) ، در هر دو حالت ردياب در نقطه اي از رودخانه تزريق مي شود و در نقطه اي ديگر در حالي كه بطور كامل در آب مخلوط شده است ثبت مي شود . نمونه برداري در زمان هاي متعدد صورت مي گيرد.

3-2-1 تزريق با دبي ثابت (constant rate injection )
در اين روش ماده شيميائي با دبي ثابتي به اب رودخانه تزريق و در فاصله اي پائين تر كه طول لازم براي اختلاط فراهم مي شود رديابي مي شود ونمونه برداري از آب پائين است به طور پيوسته در چند نقطه از عرض رودخانه مي گردد . با استفاده از رابطه پيوستگي مي توان دبي را از فرمول زير در اين روش محاسبه نمود .



 

كه در آن :
Q دبي رودخانه
q دبي تزريقي ردياب
Cf غلظت ردياب
Cb : غلظت اوليه ماده ردياب در رودخانه
Cd : غلظت ماده ردياب بعد از تزريق
كه در مورد ردياب هائي كه قبلاً در آب رودخانه موجود نبوده اند مي توان از فرمول زير استفاده كرد :


 

-2-2 تزريق يكباره ( sudden injection ) :
در تزريق يكباره ماده شيميائي به طور ناگهاني داخل آب تزريق مي شود و در فاصله اي كه مطمئن هستيم اختلاط به خوبي صورت گرفته است در چند نقطه از عرض رودخانه به طور پيوسته نمونه گيري مي كنيم . حداقل طول لازم براي اين كار مي توان از فرمول زير محاسبه شود :

كه در آن :
L : حداقل فاصله لازم بين نقطه تزريق و نقطه نمونه برداري
C : ضريب ( بين 15 تا 50 )
g : شتاب ثقل (9.8 متر بر مجذور ثانيه )
b : عرض متوسط رودخانه
d : عمق متوسط رودخانه
در اين حالت دبي از فرمول زير محاسبه مي شود :

كه در آن :
V : حجم ماده شيميائي
T : زمان
Cf : غلظت ردياب
Cb : غلظت اوليه ردياب
Cd : غلظت ردياب پس از تزريق مي باشد .
مخرج كسر را مي توان با اندازه گيري زير سطح زير منحني غلظت و زمان بدست آورد . دقت در كار بستگي به غلظت ماده شيميائي نسبت به غلظت اوليه دارد . در دبي هاي زياد بايد غلظت ماده ردياب را زياد گرفت .
3-2-3 روش سرعت نمك
نمك يكي از موادي است كه به سادگي در طبيعت يافت مي شود . اين روش متكي به اندازه گيري هدايت الكتريكي ( EC ) است و بيشتر در مسير هاي انتقال آب تحت فشار كاربرد دارد ولي براي آبراهه هاي و رودخانه ها نيز قابل استفاده است .
در اين روش دو الكترود در دو محل با فاصله L از همديگر در كانال نصب مي شود . در زمان t1 محلول نمك بطور يكباره به آب تزريق مي شود تا در زمان t2 در الكترود پائين دست رديابي شود . به محض رسيدن محلول به قسمت پائين دست مقاومت الكتريكي تغيير مي نمايد . سپس با استفاده از فرمول زير دبي محاسبه خواهدشد :


 

مزيت اين روش نداشتن عوارض زيست محيطي است .
3-2-4 روش راديوايزوتوپ
در اين روش ايزوتوپ ها به عنوان ماده اي ردياب استفاده مي شود . حسن اين روش امكان رديابي دقيق آن مي باشد . در اين حالت مقدار مشخصي مواد راديوايزوتوپ را داخل آب وارد مي نمايند و در پئين دست دستگاه آشكار ساز آنها را رديابي مي نمايد .
مقدار دبي از رابطه زير قابل محاسبه است ( 1984 و NEH )
 

كهQ : دبي
F : ضريب واسنجي دستگاه انتشار ماده راديوايزوتوپ و دستگاه شمارنده
A : مقدار اوليه ايزوتوپ در بالا دست
N : تعداد شمارش انجام شده توسط دستگاه ثبت كننده .
ا ستفاده از موج الكتروسوند براي اندازه گيري دبي :
اين روش بر پايه ارسال نوسنات الكتريكي مافوق صوت و يا صوتي از يك نقطه آب و دريافت آن در نقطه ديگري استوار است . ارسال موج يك مرتبه از طرف سراب به پاياب و بار ديگر از طرف پاياب به سراب انجام مي شود . اختلاف زماني ايجادشده بين اين ارسال و دريافت تابعي از سرعت آب است .
در روش جريان سنجي اكوستيك ( Acouatic plow meter ) از يك دستگاه فرستنده و گيرنده صدا براي اندازه گيري سرعت آب استفاده مي شود . روش كاربدين صورت است كه در مرحله اول كه صدا از طرف سراب به طرف پاياب ارسال مي شود به دليل همسو بودن جهت جريان با جهت ارسال صدا اندكي به سرعت صوت افزوده مي شود . عكس اين عمل يعني كاهش سرعت صوت در جهت مخالف پديد مي آيد تفاوت رسيدن اين دو صوت با زمانt مشخص مي شود .
سرعت آب از رابطه زير محاسبه مي شود :


 

كه در آن :
V : سرعت ميانگين آب
C: سرعت صوت
L : طول مسير انتخابي ( بازه )

همچنين نگاه كنيد به روشهاي ديگر اندازه گيري آّب ....

 روش هاي حجمي

 روش هاي سرعت – سطح مقطع

 استفاده از مولينه يا جريانسنج

 استفاده از جسم شناور

  استفاده از منحني سنجه

 روش هاي اندازه گيري جديد

 روش شيب – سطح (روشهاي تجربي)

 توجه:
© به موجب قانون حقوق مولفين، كليه  حقوق مادي و معنوي اين اثر الکترونيکي براي نويسنده  (خدايار عبداللهي) محفوظ است.  هرگونه كپي برداري، نقل قول، تبديل به قالب هاي ديگرو... بدون ذكر منبع ممنوع است. در اختيار گذاشتن  رايگان اين اثر صرفاً  براي استفاده هاي علمي بوده  و توزيع تجاري آن بدون مجوز صاحب اثر غير قانوني مي باشد.                                             


| آغازفصل| فهرست|بازگشت | صفحه اصلي