بررسی هیدرولیک جریان و انتقال رسوب در مقاطع مرکب غیر منشوری

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان

2 گروه آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 گروه آبیاری دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در رودخانه‌هایی با مقطع مرکب معمولاً وجود زبری نسبتاً زیاد سیلاب‌دشت‌ها در مقایسه با کانال اصلی، باعث اختلاف سرعت در کانال اصلی و سیلاب‌دشت‌ها می‌شود. اختلاف سرعت نیز لایه‌های برشی در محل اتصال جریان کانال اصلی و سیلاب‌دشت را تولید می‌کند و تشکیل لایه‌های برشی نیز باعث تولید آشفتگی‌هایی در صفحه مشترک کانال اصلی و سیلاب‌دشت می‌شود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تاثیر زوایای مختلف واگرایی سیلاب‌دشت‌ها با زبری های متفاوت بر هیدرولیک جریان و میزان انتقال رسوبات بار بستر پرداخته می‌شود. آزمایش‌های این تحقیق در یک کانال بتنی با مقطع مرکب مستطیلی متقارن انجام‌شده است. درمجموع 36 آزمایش (9 آزمایش در حالت منشوری و 27 آزمایش در حالت غیرمنشوری) انجام‌شده است برای اندازه‌گیری سرعت در مقاطع مختلف طولی برای آزمایش‌هایی که با اعماق نسبی 15/0 و 25/0 بودند از میکرومولینه و برای آزمایش های با عمق نسبی 35/0 از سرعت‌سنج سه‌بُعدی(ADV) با فرکانس 200 هرتز و مدت‌زمان یک دقیقه برای هر 20 میلی‌متر از عمق جریان و در فواصل عرضی مشخص استفاده‌شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که افزایش هر سه عامل نسبت زبری، زاویه واگرایی و عمق نسبی باعث تغییرات چشمگیری در هیدرولیک جریان و میزان انتقال رسوب خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


Ayyoubzadeh, S.A. (1997). Hydraulic aspects of stright  compound channel flow and bed load sediment transport, PhD thesis, univ. of Birmangham, U.K.

Bousmar, D. and Zech, Y. (2004). Velocity distribution in non-prismatic compound channels. J. Water management (ICE), 157(WM2): 99-108.

Graf, W.H. and Altinakar, M.S. (1998). Fluvial Hydraulics: Flow and transport processes in channels of simple geometry. Wiley, Chichester, England.ISBN 0-471-97714-4.

HU, C. and JI, Z. (2010). Flow movement and sediment transport in compound channels. J. Hyd. Research. (IAHR) 48(1): 23–32.

Jumain, M., Ismail, Z., Ibrahim, Z., Zaini, N.A. (2013). Bed load sediment transport rate and bed formation in straight compound channels. Global journal of Environment Research, 7(3):40-44.

Karamisheva, R. D., Lyness, J. F., Myers, W. R. C., Cassells, J.B. C. and O'Sullivan, J. (2006). Overbank flow depth prediction in alluvial compound channels. J. Water management (ICE), 159(WM3): 195-205.

Knight, D. W. and Hamed, M. E. (1984). Boundary shear in symmetrical compound channels. J. Hyd. Eng. ASCE, 110(10): 1412-1430.

Knight, D.W., and Brown, F.A. (2001). Resistance studies of overbank flowin rivers with sediment using the flood channel facility. J. Hyd. Research. (IAHR) 39: 283-301.

Myers, W.R.C. (1987). Velocity and discharge in compound channels. J. Hyd. Eng. ASCE, 113(6): 753-766.

Prinos, P., Townsend, R. and Tavoularis, S. (1985). Structure of turbulence in compound channel flows,” J. Hyd. Eng. (ASCE), 111(9): 1246-126.

Rezaei, B. and Knight, D. W. (2009). Application of the Shiono and Knight Method in compound channels with non- prismatic floodplains. J. Hyd. Research. (IAHR) 47(6): 716–726.

Rezaei, B. and Knight, D. W. (2011). Overbank flow in compound channels with non-prismatic floodplains. J. Hyd. Eng. (ASCE), 37(8): 815-824.

Sellin, R. H. J. (1964). A laboratory investigation into the interaction between the flow in the channel of a river and that over its flood plain. La Houille Blanche.7: 793-802.

Shiono, K. and Knight, D.W. (1991). Turbulent Open channel flows with variable depth across the channel. J. Fluid Mech., 222: 617-646.

Strickler, M. (1923). Contributions to the question of speed formula and the roughness pay for current channels and closed lines, Messages of the World Office for Water Management, Bern, Switzerland.

Tang, X. and Knight, D.W. (2006). Sediment Transport in River Models with Overbank Flows. J. Hyd. Eng. (ASCE), 132(1): 77-86.

Tominaga, A. and Nezu, I. (1991). Turbulent structure in compound open channel flows. J. Hyd. Eng. (ASCE), 117(1): 21-41.

Chow, Ven, T. (1959). Open-channel hydraulics. McGraw-Hill.