حوضچه های رسوبگیر گردابی، نوع کارآمدی از سازه های رسوبگیر پیوسته در تصفیه ی آب می باشند. مطالعه و اصلاح راندمان حذف رسوب در این نوع حوضچه به طور قطع به شناخت الگوی حرکت ذره و خصوصیات آن بستگی دارد. در پژوهش حاضر با تصویربرداری دو بعدی و پردازش تصویر به مطالعه حرکت ذره در میدان جریان گردابی در یک مدل آزمایشگاهی از حوضچه رسوبگیر پرداخته شد. درصد احتمال تله اندازی ذره تعیین و سرعت ذره در سه بعد با استفاده از تکنیک ردیابی ذره و به کمک نرم افزار MATLAB 2020، محاسبه شد. هم چنین مسیر جریان ذره و پروفیل سطح آب، ترسیم گردید. نتایج نشان داده است که توزیع سرعت در حوضچه ی گردابی به صورت تابع سینوسی می باشد و تطابق خوبی بین پروفیل سطح آب به دست آمده از اندازه گیری مستقیم و پروفیل به دست آمده از پردازش تصویر وجود دارد که میانگین خطای نسبی آن 36/1 درصد محاسبه شده است.

یکی از روش های جدا کردن و گردآوری رسوبات در مجاری باز، ایجاد حوضچه های تله اندازی رسوب می باشد. در این پژوهش، برای تعیین بهترین هندسه حوضچه بر پایه بیشترین درصد تله اندازی رسوبات، آزمایش ها در یک فلوم به طول 4 متر و عرض 25 سانتی متر، برای 13 شکل هندسی حوضچه با زوایای ورودی و خروجی مختلف انجام شد. چهار نوع ماده پلاستیکی به عنوان رسوبات آزمایشگاهی با اندازه و وزن ظاهری متفاوت ولی با چگالی های یکسان انتخاب و آزمایش ها در زمان ثابت انجام شد. نتایج نشان داد که زوایای ورودی و خروجی حوضچه ها، بر مقدار رسوبات ته نشین شده تاثیر بسزایی دارد. به گونه ای که در حالت دیواره ورودی قائم، هرچه زاویه دیواره خروجی ملایم تر باشد، مقدار تله اندازی بیشتر است. همچنین در حوضچه های رسوب که زاویه ورودی دارای شیب ملایم بوده و دیواره خروجی قائم است، هرچند رسوبات به آسانی وارد حوضچه می شوند، لیکن بر اثر گرداب های قوی تشکیل شده در پایین دست، بخش عمده ای از این رسوبات دوباره تعلیق شده و به بیرون از حوضچه راه می یابند. بررسی کمی نتایج این پژوهش از میان 13 هندسه آزمایش شده نشان داد که تله رسوبی با زاویه ورودی 90 درجه و زاویه خروجی 34 درجه، بیشترین راندمان تله اندازی رسوبات را دارند.

حوضچه های رسوب گیر از جمله مهم ترین سازه های ضروری به منظور جدا کردن رسوبات همراه جریان ورودی به کانال های انتقال آب هستند. این سازه بعد از آبگیر و در ابتدای کانال های انتقال آب به منظور افزایش کیفیت آب احداث می شود. تاکنون مطالعات بسیاری در مورد طراحی حوضچه های رسوب گیر انجام شده و روش های مختلفی برای افزایش راندمان حوضچه رسوب گیر ارائه شده است. اما استفاده از حوضچه رسوب گیر ساده که با صرف کمترین هزینه بتواند اهداف مورد نظر را تأمین کند. هنوز مد نظر طراحان است. استفاده از صفحات هادی جریان برای افزایش طول پیمایش جریان در یک حوضچه مشخص، امکان بهبود راندمان تله اندازی را افزایش می دهد. در این مطالعه به بررسی خصوصیات هندسی صفحات و خصوصیات هیدرولیکی جریان در حوضچه بر راندمان تله اندازی حوضچه رسوب گیر پرداخته شده است. به طورکلی استفاده از صفحات هدایت کننده جریان با طول و تحت زاویه قرارگیری مناسب (در این مطالعه، اندازه مناسب تیغه ها 5/22 سانتی متر و موقعیت قرارگیری مناسب آنها تحت زاویه 30 درجه بوده است)، در ماکزیمم ارتفاع آب 30 سانتی متری موجب افزایش راندمان تله اندازی رسوب به میزان 3/13 درصد می شود. آنالیز حساسیت انجام شده نیز نشان داد که ارتفاع آب بیشترین تأثیر بر راندمان تله اندازی حوضچه ترسیب را خواهد داشت و بعد از آن تغییرات طول و زاویه قرارگیری تیغه ها از لحاظ مقدار، تأثیرات نسبی یکسانی بر راندمان تله اندازی حوضچه ترسیب دارند.

شناخت و بررسی جریان سیلابی رودخانه ها که در بیشتر موردها از نوع جریان غلیظ است، می تواند به کاهش اثرهای نامطلوب رسوب گذاری کمک کند. برای این منظور، ایجاد مانع ها در بستر جریان موثر خواهد بود. در این مقاله به صورت آزمایشگاهی، اثر ضخامت (بعد) و لایه ی دوم موانع نفوذپذیر بر کنترل و تله اندازی جریان غلیظ مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور، از دو گونه مانع های شیاری و حفره ای دارای شیارها و قطر حفره هایی برابر با 3 میلیمتر و ساخته شده از صفحات پلاکسی گلاس بهره جویی شده است. جریان غلیظ با اضافه کردن یک پلیمر نامحلول و معلق از جنس پلی استایرن انبساطی با میانگین قطر 15/1 میلیمتر و چگالی 135/1 گرم در لیتر ایجاد شد. در انجام آزمایش ها از دو غلظت متفاوت (10 و 20 درصد)، پنج تخلخل گوناگون، چهار زاویه ی مختلف، چهار ضخامت متفاوت و با دو لایه مانع بهره جویی شد. نتیجه ها نشان دادند روند عبور جریان غلیظ دارای تخلخل 10 درصد از مانع شیاری با افزایش ضخامت بیشتر می شود. لایه ی دوم مانع ها باعث افزایش روند عبور مواد از هر دو مانع های شیاری و حفره ای شده است. میزان این افزایش در نوع شیاری برابر 96/1 و نوع حفره ای برابر 34/2 ثبت شد. بررسی ها نشان دادند که فاصله ی بهینه مانع دوم از اول معادل 25/2 متر می باشد. بر مبنای نتیجه ها، در شرایط مشابه، همواره موانع حفره ای عملکرد بهتری از موانع شیاری دارند.

شبکه عصبی مصنوعی از جمله روش های جدید تخمین تغییرات پدیده ها می باشد که در شاخه های مختلف علوم کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. راندمان تله اندازی رسوب و حجم رسوبگذاری شده مخازن سدها نیز از جمله مسائلی است که می تواند با این روش مورد بررسی قرار گیرد. هدف از انجام این تحقیق، تعیین راندمان تله اندازی رسوب در سدهای تاخیری با استفاده از روش های شبکه عصبی و مقایسه آنها با مدل های رگرسیونی است. برای انجام این تحقیق از مدل فیزیکی سد تاخیری که در پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری ساخته شده بود، استفاده گردید. به منظور شبیه سازی هیدروگراف سیلاب، از ایده مدل مخازن خطی استفاده گردید. سپس با رهاسازی سیلاب همراه با رسوب، عملکرد سد تاخیری در تله اندازی رسوبات مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد، با شناسایی پارامترهای تاثیرگذار بر تله اندازی رسوبات مخازن سدها، مدل شبکه عصبی مناسب به روش پس انتشار خطا توسعه داده شد. همچنین از مدل های رگرسیونی برای بررسی رابطه پارامترها و نیز مقایسه نتایج برآوردی با مشاهده ای استفاده شد. در نهایت، شاخص های آماری R2، RMSE و MAPE به منظور ارزیابی صحت و دقت مدل به کار گرفته شد. طبق نتایج، میانگین مقادیر R2، RMSE و MAPE در مدل های رگرسیونی به ترتیب برابر 0.465، 26.6 و 62.1 می باشد، در حالی که مقادیر این شاخص ها در مدل توسعه داده شده شبکه عصبی به ترتیب برابر 0.982، 4.6 و 6.1 می باشد. از این رو مدل شبکه عصبی مصنوعی از توانایی بیشتری نسبت به روابط رگرسیونی در پیش بینی راندمان تله اندازی رسوب سدهای تاخیری برخوردار است. همچنین نتایج نشان داد که محاسبه راندمان تله اندازی رسوب بستگی به تعداد پارامترهای به کار رفته در معادله دارد و باید با توجه به تعداد پارامترها، رابطه بهینه را انتخاب نمود.