19624

۱۹۶۲۴

برآورد بار بستر با درنظرگرفتن مولفه هاي جريان آشفته

كارشناسي ارشد

مهندسي آب و سازه هاي هيدروليكي

۹۴

۱۳۹۷/۷/۱۱

دكتر حسين افضلي مهر

عمران

اطلاعات در مورد بار بستر در رودخانه‌ها براي اهداف گوناگوني همچون طراحي كانال‌هاي پايدار و آبشستگي در اطراف پل‌ها و سازه‌هاي هيدروليكي از اهميت قابل‌توجهي برخوردار است. در اين پايان‌نامه به برآورد ميداني بار بستر در رودخانه‌ها و بررسي رابطه ميان بار بستر و مشخصات مختلف جريان پرداخته شده است. عمليات ميداني در دو استان مازندران و چهارمحال و بختياري و در سه رودخانه هراز، رستم‌آباد و بهشت‌آباد انجام شده‌اند. براي اندازه‌گيري پروفيل‌هاي سرعت و محاسبه ويژگي‌هاي جريان مانند سرعت برشي و تنش برشي از دو دستگاه سرعت‌سنج ADV و مولينه و براي جمع‌آوري بار بستر عبوري از رودخانه از دستگاه هلي‌اسميت استفاده شده است. از روش مشخصات لايه‌مرزي براي محاسبه سرعت برشي استفاده مي‌شود. همچنين در بازه رودخانه بهشت‌آباد از دستگاه ADV براي جمع‌آوري داده‌هاي آشفتگي و محاسبه تنش‌هاي رينولدز و در نتيجه سرعت برشي استفاده گرديد. بر اساس نتايج، استفاده از دستگاه ADV براي اندازه‌گيري نوسانات سرعت و محاسبه سرعت برشي از روش تنش‌هاي رينولدز در شرايط انتقال بار بستر مناسب بوده است. مقايسه بار بستر اندازه‌گيري‌شده با معادلات كلاسيك نشان مي‌دهد كه معادلات شاكليج، دوبويز، لاجنس و آشيدا و ميشيوئه در برآورد بار بستر به‌خوبي عمل كرده‌اند. نحوه توزيع پارامتر شيلدز و همين‌طور تغييرات سطح بستر رودخانه در هر مقطع با توزيع بار بستر در اين مقطع هماهنگي مناسبي نشان مي‌دهد. با افزايش دبي جريان، سرعت جريان و پارامتر شيلدز، دبي در واحد عرض بار بستر افزايش مي‌يابد و بي‌نظمي‌هاي اين روند با استفاده از بررسي توپوگرافي بستر رودخانه و همينطور شرايط دسترسي منابع رسوب قابل‌توجيه است. ضمن اين‌كه پارامتر شيلدز با اندازه ذرات رابطه عكس داشته و استفاده از مقادير بزرگتر اندازه ذره بنا به توصيه مير-پيتر و مولر به جاي d50 در روابط كلاسيك مي‌تواند موجب عملكرد بهتر اين روابط در تخمين بار بستر شود.

1397/08/19

Evaluation of bed load considering turbulent flow components

11/10/2018 12:00:00 AM

Information about bedload in rivers for different purposes such as designing stable channels, scouring and hydraulic structures is very important. In this thesis field estimation of bed load and relation between bed load and different characteristics of flows have been addressed. Field operation has been conducted in Mazandaran and Chaharmahal and Bakhtiari provinces and in three rivers of Haraz, Rostamabad and Beheshtabad. To measure velocity profiles and calculating flow characteristics like shear velocity and shear stress, ADV and current meter, and to sample bed load, helley-smith was used. To calculate shear velocity, boundary layer characteristics method is used. Also ADV had been used for collecting turbulence data and calculating Reynolds stress and as a result, measuring shear velocity in Beheshtabad. Based on results, using ADV for measuring velocity fluctuations and shear velocity by Reynolds stress method in bedload transport condition was satisfying. Comparing measured bedload with classic equations shows that schoklitsch, Duboys, Lajeunesse and Ashida & Michiue equations has estimated bedload well. Distribution of shields parameter and also river’s bed surface alteration in any section shows good synchronization with distribution of bedload in the same section. By increasing flow’s discharge per width, flow velocity and shields parameter, bedload’s discharge per width increases and exceptional occasions can be justified by river bed topography and sediment supply limitations. Shields parameter has a reverse relation with particles size and using bigger sizes presented by Meyer-Peter and Muller instead of D50 in classic equations can estimate the bedload better.