31887

تعيين پارامترهاي رودخانه ¬اي با استفاده از مشخصات جريان آشفته در شكل بسترهاي خيزاب در آبراهه‌¬هاي شني

كارشناسي ارشد

عمران گرايش سواحل بنادر سازه هاي دريايي

1398

1403/04/12

جناب آقاي دكتر حسين افضلي مهر

ندارم

عمران

چكيده پوشش‌گياهي در حاشيه شكل بستر رودخانه‌ها و ديواره‌هاي كانال طبيعي اثر قابل ملاحظه‌اي بر مشخصات جريان دارد بطوريكه شكل توزيع سرعت و تنش و شدت آشفتگي را مي‌تواند تغيير دهد. تغيير در عملكرد پارامترهاي كليدي در مجاري باز ناشي از حضور پوشش گياهي در سه ناحيه ورودي، تخت و خروجي شكل بستر مورد توجه قرار گرفته است . عدم توجه به آن هزينه‌هاي هنگفتي را در پروژه‌هاي هيدروليك مجاري باز ايجاد نموده است. بر اين اساس ضروري است حضور توام پوشش گياهي و شكل بستر در ديواره‌هاي مجاري باز شني كه بطور عمده در نواحي كوهستاني مشاهده مي‌شوند بر توزيع سرعت و مولفه‌هاي آشفتگي با دقت بيشتري بررسي گردد. در اين تحقيق آزمايشگاهي نيمرخ‌هاي توزيع سرعت، تنش‌هاي رينولدز و شدت آشفتگي به همراه آناليز كوادرانت براي دو مجموعه آزمايشات يكي با شكل بستر هاي مقعر كه بطور فراوان در رودخانه‌هاي شني مشاهده مي‌شود؛ با حضور پوشش‌گياهي در ديوار و ديگري بدون آن مورد بررسي و مقايسه قرار مي‌گيرند. در مجموع 38 پروفيل سرعت كه 19 پروفيل در حالت بدون پوشش‌گياهي در ديواره در امتداد محور مركزي كانال با نسبت ظرافت (نسبت عرض به عمق) كمتر از 5 روي بستر مقعر با زاويه ورودي شكل بستر 4 درجه و خروجي از شكل بستر 5 درجه مورد برداشت و تجزيه وتحليل قرار مي‌گيرند. نتايج نشان مي‌دهد كه نيمرخ‌هاي سرعت در حالت با پوشش‌گياهي ديواره در فاصله 5 سانتي‌متري از پوشش‌گياهي بيشتر از محور مركزي كانال تحت تاثير قرار مي‌گيرند. شكل توزيع تنش‌هاي رينولدز بر روي شكل بستر مقعر بطور كلي از توزيع واگرا پيروي مي‌كند. با نزديك شدن به ديوارهاي با پوشش‌گياهي بي‌نظمي‌هايي در توزيع تنش برشي و شدت آشفتگي مشاهده مي‌شود اما روند كلي پروفيل ها واگراست. آناليز كوادرانت نشان مي‌دهد كه در حالت وجود پوشش‌گياهي بر روي ديوار كانال پيشامد‌هاي جاروب وجرقه غالب هستند. نتايج اين تحقيق مي‌تواند در برآورد مناسب‌تر پارامتر‌هاي مقاومت در برابر جريان و انتقال رسوب موثر واقع شده و كاهش هزينه‌هاي پروژه را سبب ‌شود.

1403/09/24

Determination of Fluvial Parameters Using Turbulent Flow Characteristics over Riffles in Gravel Bed Streams

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract Vegetation on the edge of the river bed shape and natural channel walls has a significant effect on the flow characteristics, such that it can change the shape of the velocity distribution, stress, and turbulence intensity. The change in the performance of key parameters in open channels due to the presence of vegetation in the three inlet, bed, and outlet areas of the bed shape has been considered. Failure to pay attention to it has caused huge costs in open channel hydraulic projects. Accordingly, it is necessary to investigate the combined presence of vegetation and bed shape in the walls of sandy open channels, which are mainly observed in mountainous areas, on the velocity distribution and turbulence components more carefully. In this laboratory study, the profiles of velocity distribution, Reynolds stresses, and turbulence intensity along with quadrant analysis for two sets of experiments, one with concave bed shapes that are widely observed in sandy rivers; with the presence of vegetation on the wall and the other without it, are investigated and compared. A total of 38 velocity profiles, 19 of which are in the case of no vegetation on the wall along the central axis of the channel with a fineness ratio (width to depth ratio) of less than 5, are taken and analyzed on a concave bed with an angle of entry into the bed shape of 4 degrees and an angle of exit from the bed shape of 5 degrees. The results show that the velocity profiles in the case of vegetation on the wall at a distance of 5 cm from the vegetation are more affected than the central axis of the channel. The shape of the Reynolds stress distribution on the concave bed shape generally follows a divergent distribution. As we approach the vegetated walls, irregularities in the shear stress distribution and turbulence intensity are observed, but the overall trend of the profiles is divergent. Quadrant analysis shows that in the case of vegetation on the channel wall, sweep and spark events are dominant. The results of this research can be effective in more appropriate estimation of flow resistance and sediment transport parameters and reduce project costs.

شكل بستر مقعر

Riffle

Marziye Khabari

Dr. Afzali mehr