14369

مشخصات جريان در كانال هاي باز داراي پوشش گياهي مستغرق و نيمه مستغرق

1402

حسين افضلي مهر

آگاهي از ويژگي هاي جريان هاي آشفته در آبراهه هاي طبيعي از ديرباز مورد توجه محققان بوده است زيرا درك درست مسائلي از جمله تآثير توأمان فرآيندهاي طبيعي واقع در رودخانه بر يكديگر و اثر آن ها بر انتقال جريان آب و رسوب موجب ايجاد طرح هاي بهينه مهندسي شده و در نتيجه هزينه هاي اقتصادي را كاهش مي دهد. در پژوهش حاضر، تأثير پوشش گياهي مستغرق و نيمه مستغرق بر مشخصات جريان در كانال هاي باز مورد بررسي قرار گرفت. پوشش هاي گياهي، به ويژه در رودخانه ها و آبراهه هاي طبيعي، نقش مهمي در كنترل فرسايش، افزايش كيفيت آب، بهبود زيست بوم جانداران آبزي و كاهش رواناب سطحي ايفا مي كنند. ويژگي هايي مانند ميزان استغراق، انعطاف‌پذيري، تراكم و نحوه چينش پوشش هاي گياهي، تأثير مستقيم بر پارامترهاي جريان نظير سرعت، تنش برشي، و شدت آشفتگي دارند. در اين مطالعه، رفتار جريان در حضور پوشش هاي گياهي صلب و انعطاف پذير مستغرق و نيمه مستغرق، از طريق تحليل نيم‌رخ هاي سرعت و تنش رينولدز مورد بررسي قرار گرفت. در حضور پوشش هاي گياهي مستغرق صلب، سرعت جريان در نزديكي بستر كاهش يافته و آشفتگي در اطراف تاج پوشش به حداكثر مي رسد. براي پوشش هاي مستغرق انعطاف پذير، به دليل تغيير شكل پوشش ها و افزايش تعامل با جريان، نيم رخ سرعت پيچيدگي بيشتري نشان مي دهد و نوسانات ناشي از جريان، تأثير عمده اي بر توزيع تنش و آشفتگي دارند. در مقابل، براي پوشش هاي نيمه مستغرق، نيمرخ سرعت و تنش رينولدز رفتار متفاوتي از خود نشان مي دهد. در اين حالت، حداكثر تنش رينولدز در نزديكي ساقه گياه رخ داده و تنش در كل ستون آب به طور يكنواخت تري توزيع مي شود. تحليل نيمرخ ها نشان مي دهد كه نوع و ويژگي پوشش گياهي تأثير مستقيم بر انتقال انرژي، الگوي جريان، و فرسايش بستر دارد و موارد پيش گفته نقش مهمي در طراحي هيدروليكي سازه هاي آبي و مديريت پايدار اكوسيستم هاي رودخانه اي ايفا مي نمايند.

9/24/2024 12:00:00 AM

85444

1403/10/15

Flow characteristics in open channels with submerged and emergent vegetation

جريان آشفته , تنش رينولدز , پوشش گياهي مستغرق , پوشش گياهي نيمه مستغرق , قانون لگاريتمي

Turbulent Flow , Reynolds Stress , Submerged Vegetation , Emergent Vegetation , Logarithmic Law