بررسی آزمایشگاهی جریان در آبراهه مرکب منشوری با سیلاب‌دشت‌های مایل

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

مطالعه تجربی میدان جریان در آبراهه‎های مرکب می‌تواند در پیش بینی رفتار رودخانه‌ها در زمان سیلاب، به مهندسین هیدرولیک کمک نماید. در این پژوهش تلاش شده است با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی میدان جریان شامل نمودارهای منحنی‌های هم‌سرعت، پراکنش عرضی سرعت میانگین در عمق، پراکنش عرضی تنش برشی مرزی و تنش برشی ظاهری در فصل مشترک بین آبراهه اصلی و سیلاب‌دشت‌ها در یک آبراهه مرکب منشوری با سیلاب‌دشت‌های به عرض 400 میلی‌متر و شیب جانبی 075/0 (زاویه 29/4 درجه) مورد مطالعه قرار گیرد. برای این منظور پس از برقرای جریان یکنواخت برای پنج عمق نسبی مختلف 235/0، 270/0، 316/0، 363/0 و 393/0 (متناظر با دبی‌های 27، 30، 35، 40 و 45 لیتر بر ثانیه) سرعت‌های نقطه‌ای با استفاده از سرعت سنج صوتی داپلر (ADV) اندازه‌گیری شده است. تنش برشی مرزی نیز با استفاده از لوله پرستون اندازه‌گیری شده است. در برخی مراحل نتایج حاصل از این پژوهش با داده‌های موجود در آبراهه‌های مرکب منشوری با سیلاب‌دشت‌های به عرض 400 میلی‌متر ولی بدون شیب عرضی مقایسه شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که در آبراهه مرکب منشوری نیز حداکثر اندرکنش بین جریان در آبراهه اصلی و سیلاب‌دشت‌ها در محوده عمق نسبی تقریباً 3/0 اتفاق می‌افتد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Bousmar, D. (2002). Flow modeling in compound channels: Momentum transfer between main channel and prismatic or non-prismatic floodplains, PhD Thesis, University Catholique de Louvain, Belgium.
Ibrahim, Z.B. (2015). Flow Behaviour due to Floodplain Roughness along Riparian Zone in Compound Channels. PhD Thesis. University of Tecnology. Malaysia.
Knight, D.W., Demetriou, J.D. & Hamed, M.E., (1984). Stage-Discharge Relationships for Compound Channels. Proceedings Int. Conf. on Hydraulic Design in Water Resources Engineering: Channels and Channel Control Structures, Southampton, April, 4.21-4.25, Springer-Verlag, Heidelberg.
Knight, D.W. & Demetriou, D. (1983). Flood plain and main channel flow interaction. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE. 109(8): 1073-1092.
Knight, D.W. & Hamed, M. (1984). Boundary shear in symmetrical compound channels. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE, 110(10), 1412-1430.
Knight, D.W. & Sellin, R.H.J. (1987). The SERC flood channel facility. Journal of the Institution of Water and Environmental Management. IWEM. 1(2), 198-204.
Knight, D.W. & Shiono, K. (1990). Turbulence measurements in a shear layer region of a compound channel. Journal of Hydraulic Research, 28, 175–196.
Knight, D.W., Hazlewood, C., Lamb, R., Samuels, P.G. & Shiono, K. (2018). Practical Channel Hydraulics: Roughness, Conveyance and Afflux. 2nd Edition. Taylor and Francis Group. CRC Press. Balkema. Netherlands.
Patel, V.C. (1965). Calibration of the Preston tube and limitations on its use in pressure gradients, Journal of Fluid Mechanics, 23(1), 185-208.
Ranga Raju, K.G., Asawa, G.L. & Mishra H.K. (2000). Flow-establishment length in rectangular channels and ducts. Journal of Hydraulic Engineering, 126(7), 533-539.
Rezaei B. (2006). Overbank flow in compound channels with prismatic and non-prismatic floodplains. PhD Thesis, University of Birmingham, Birmingham, UK.
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. & Knight, D.W. (1991). Turbulent open-channel flows with variable depth across the channel. Journal of Fluid Mechanics, 222, 617-646.
Sun, X. (2007). Flow Characteristics in Compound Channels with and without Vegetation. PhD Thesis. Department of Civil and Building Engineering. Loughborough University. Loughborough. UK.
Terrier, B. (2010). Flow Characteristics in Straight Compound Channels with Vegetation Along the Main Channel. Department of Civil and Building Engineering. Loughborough University, Loughborough. UK.
Tominaga, A. & Nezu, I. (1991). Turbulent structure in compound open-channel flows, Journal of Hydraulic Engineering, 117(1), 21-41.