تأثیر پوشش گیاهی بر تنش برشی و سرعت جریان در کانال مرکب با استفاده از مدل Flow3D

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 استادیار گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور

2 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد استهبان، استهبان، فارس

چکیده

جریان در کانال مرکب به علت تبادل قوی جریان بین کانال اصلی و دشت سیلابی، متفاوت از کانال ساده می‌باشد. در این تحقیق الگوی جریان در کانال مرکب در شرایط بدون پوشش گیاهی و پوشش گیاهی با آرایش موازی مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی تأثیر تراکم پوشش گیاهی بر الگوی جریان از نسبت فاصله بین گیاهان به قطر آنها (L/D) استفاده شد. این نسبت برابر 3، 8 و 16 در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که سرعت طولی و سرعت متوسط عمقی جریان در کانال اصلی برای حالت بدون پوشش گیاهی کمتر از حالت با پوشش گیاهی است و در دشت سیلابی این موضوع برعکس است. در حالت بدون پوشش گیاهی، با پیشروی از مرکز کانال اصلی به سمت دشت سیلابی، سرعت متوسط عمقی کاهش و سپس در فصل مشترک کانال اصلی و دشت سیلابی افزایش یافته و پس از آن به روند کاهشی خود ادامه می­دهد. در آرایش موازی با کاهش نسبت L/D در دشت سیلابی، سرعت طولی، سرعت متوسط عمقی، تنش برشی و شدت جریان به میزان 65 درصد کاهش می­یابد.

کلیدواژه‌ها


حمیدی­فر، ح.؛ امید، م. ح. و کشاورزی، ع. (1392). "ساختار جریان و آشفتگی در آبراهه­های مرکب تحت تأثیر پوشش گیاهی صلب سیلابدشت"، مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، دوره 14، شماره 3، ص.ص. 66-51.

Hamidifar, H. and Omid, M.H. (2013). “Floodplain vegetation contribution to velocity distribution in compound channels”. Journal of Civil Engineering and Urbanism. Vol. 3, No. 6, pp. 357-361.

Hubble, T., Docker, B. and Rutherfurd, I. (2010). “The role of riparian trees in maintaining riverbank stability: A review of Australian experience and practice”. Ecological Engineering, Vol. 36, No.3, pp. 292-304.

James, C.S. and Makoa, M. (2006). “Conveyance estimation for channels with emergent vegetation boundaries”. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Vol. 159, No. 4, pp. 235-243.

Knight, D.W. and Shiono, K. (1996). “River channel and floodplain hydraulics”. In Floodplain Processes. Anderson M.G. Walling D.E. Bates P.D. (ed). Chapter 5. J. Wiley.

Rajaratnam, N. and Ahmadi, R. (1981). “Hydraulics of channels with floodplains”. Journal of Hydraulic Research, Vol. 19, No. 1, pp. 43-60.

Shiono, K. and Knight, D.W. (1989). “Transverse and vertical Reynolds shear stress measurements in a shear layer region of a compound channel”. In Proc. 7th Int. Symp. on Turbulent Shear Flows, Stanford, USA., pp. 28.1.1-28.1.6.

Shiono, K. and Knight, D.W. (1991). “Turbulent open channel flow with variable depth across the channel”. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 222, pp. 617-646.

Terrier, B. (2010). “Flow characteristics in straight
compound channels with vegetation along the main channel”. Ph.D Thesis. Department of Civil and Building Engineering, Loughborough University.

Tominaga, A. and Nezu, I. (1991). “Turbulent structure in compound open-channel
flows”. Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 117, No. 1, pp. 21–41.

White, B. and Nepf, H. (2007). “Shear instability and coherent structures in shallow flow adjacent to a porous layer”, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 593, No.1, pp. 1-32.

Yonesi, H.A., Omid, M.H. and Ayyoubzadeh, S.A. (2013). “The hydraulics of flow in non-prismatic compound channels”. Journal of Civil Engineering and Urbanism, Vol. 3, No. 6, pp. 342-356.