Investigating the Effect of the Density and Pattern of Roughness Blocks with Obstacle on the Control of Density Current Head

Document Type : Research Article


1 Ms.c Student, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.

2 Hydraulic Structures Department-Shahid Chamran University of Ahvaz- Ahvaz -Iran

3 Assistant Professor, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran


The present paper investigated the simultaneous effect of the density and pattern of bed roughness with obstacle on the control of a dense current head. The tests were run in a flume (length 720 cm, width 35 cm, and height 70 cm) using two roughness patterns (parallel and zigzag), and with four roughness densities (0%, 10%, 30%, and 50%). In all tests, the dense fluid was assumed to be of the salt type with a density of 20 g/lit. Two series of tests were performed using rough surfaces with and without obstacle. In total, 56 tests were conducted. The results showed that in all of the tested sloped, for the zigzag pattern, the highest control for the head of the dense current occurred at a density of 30%; while this density value was 10% for the parallel pattern. Moreover, using an obstacle in addition to roughness increased the control of the density current head. The mean control percentage in the tested slopes was 97% for the zigzag pattern at a density of 30% compared to the mode without roughness and with a zero percent slope; however this mean control percentage increased to 163% by implementing an obstacle. Further, in the parallel pattern with a density of 10%, the mean control percentage for the modes without and with an obstacle were respectively 44% and 74%.


اصغری­پری، س.ا. محققیان، س.م. (1393). "بررسی عددی تأثیر ایجاد گودالهای حفاظتی در بستر بر مهار کردن جریان غلیظ"، مجله مهندسی منابع آب، دوره 7، شماره 23، 1-12.
اصغری­پری، س.ا. محققیان، س.م. (1394). "بررسی عددی اثر استفاده از مانع صفحهای و موانع ستونی مورب در کنترل جریان غلیظ"، نشریه آبیاری و زهکشی ایران، دوره 9، شماره 2، 357-366.
دریائی، م. کاشفی­پور، س. م. قمشی، م. (a1393). "بررسی اثر مانع و زبری در کنترل جریان غلیظ رسوبی"، نشریه دانش آب و خاک، دوره 24، شماره 4، 1-9.
دریائی، م. کاشفی­پور، س. م. قمشی، م. (b1393). "بررسی آزمایشگاهی اثر شیب و زبری کف بر روی سرعت پیشانی و بدنه جریان غلیظ رسوبی "، نشریه علوم و مهندسی آبیاری دانش آب و خاک، دوره 37 ، شماره 3، 21-31.
زینی­وند، م. کاشفی­پور، س. م. قمشی، م. (1395). "بررسی آزمایشگاهی اثر تخلخل صفحات نفوذ پذیر بر کنترل جریان غلیظ"، نشریه علوم و مهندسی آبیاری, دوره 40، شماره 1، 13-24.
خلیلی، آ. اکبرپور، ا.، خزیمه نژاد، ح.، ورجاوند، پ. (1395) "مطالعه آزمایشگاهی سرعت پیشانی جریان غلیظ نمکی تحت تأثیر پوشش گیاهی"، نشریه علوم و مهندسی آبیاری، دوره 39، شماره 1، 155-166.
کردنائیج، م. اصغری­پری، س.ا. سجادی، س.م. شفاعی بجستان، م. (1396) "مقایسه آزمایشگاهی اثر مانع متخلخل و مانع پلکانی متخلخل در کنترل جریان غلیظ"، مجله علوم و فنون دریایی، دوره 16، شماره 4، 86-96.
قربانی مقدم، ع ا. قمشی، م. (1394). "ﺑﺮﺭﺳﻲ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻫﻲ ﮐﻨﺘﺮﻝ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻏﻠﻴﻆ ﻧﻤﮑﻲ ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﻣﺎﻧﻊ­ﻫﺎﻱ ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﻪ­ﺍﻱ ﺷﮑﻞ"، ﻣﺠﻠﻪ ﭘﮋﻭﻫﺶ ﺁﺏ ﺍﻳﺮﺍﻥ، دوره 9، شماره 3، 111-120.
Altinakar, M.S. Graf, W.H. and Hopfinger, E.J., (1996). "Flow structure in turbidity currents". Journal of Hydraulic Research, 34 (5): 713-718.
Asghari Pari, S.A. Kashefipour, S.M. and Ghomeshi, M., )2017(. "An experimental study to determine the obstacle height required for the control of subcritical and supercritical gravity currents". European Journal of Environmental and Civil Engineering, 21(9): 1080-1092.
Ho, HC. Lin, YT. (2015). "Gravity currents over a rigid and emergent vegetated slope", Advances in Water Resources, 76: 72-80.
Kashefipour, S.M. Daryaee, M. and Ghomeshi, M., (2017). "Effect of bed roughness on velocity profile and water entrainment in a sedimentary density current". Canadian Journal of Civil Engineering, 45(1): 9-17.
Long, RR. (1970)."Blocking effects in flow over obstacles", Tellus 22: 471-480.
Morris, SA. Alexander, J. (2003). "Changes in flow direction at a point caused by obstacles during passage of a density current", Journal of Sedimentary Research, 73: 621-629.
Oehy, CD. Schleiss, AJ. (2007)."Control of turbidity currents in reservoirs by solid and permeable obstacles", Journal of Hydraulic Engineering, 133 (6): 637-648.
Oehy, CD. De Cesare, G. Schleiss, AJ. (2010). "Effect of inclined screen on turbidity current", Journal of Hydraulic Research, 48 (1): 81-90.
Varjavand, P. Ghomeshi, M. Dalir, AH. Farsadizadeh, D. Gorgij, AD. (2015)."Experimental observation of saline underflows and turbidity currents, flowing over rough beds", Canadian Journal of Civil Engineering, 42 (11): 834-844.