تعیین ضریب زبری پوشش گیاهی در سواحل رودخانه‌ها و دشت‌های سیلابی در حالت غیر مستغرق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری تأسیسات آبیاری دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات خوزستان

2 مدیر گروه سازه های آبی،دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

3 دانشیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات خوزستان

چکیده

به دلیل انعطاف پذیری پوشش گیاهی واقع در سواحل رودخانه‌ها و دشت‌های سیلابی، ضریب زبری در این مناطق متغیر بوده و تابعی از مشخصات جریان و خصوصیات پوشش گیاهی است. به دلیل وجود سازه‌های مهمی مانند ایستگاه‌های پمپاژ آب، جاده‌ها ، تصفیه خانه‌های آب و فاضلاب، استخرهای پرورش ماهی و میگو در کنار رودخانه‌ها و احداث سازه‌هایی مانند پل‌ها و بندهای انحرافی روی آن‌ها شناخت رفتار رودخانه به ویژه اثر پوشش گیاهی روی ضرایب زبری و به تبع ظرفیت عبور جریان از اهمیت بالایی برخوردار است. بدین منظور این تحقیق برای به دست آوردن روابط و مقادیر مناسب ضریب زبری پوشش گیاهی در سواحل رودخانه‌ها و دشت‌های سیلابی در حالت غیر مستغرق انجام شد. برای انجام تحقیق ابتدا با شناسایی و انتخاب پارامترهای مؤثر بر جریان شامل نوع پوشش گیاهی، سرعت جریان، نسبت استغراق، درصد تراکم و سطح جذب اندازه حرکت با استفاده از تجزیه و تحلیل ابعادی روابط بین ضرایب زبری و پارامترهای بدون بعد به دست آمد. سپس با انجام ۱۸۲ آزمایش روی یک فلوم آزمایشگاهی تأثیر هر یک از پارامترهای مؤثر بر جریان روی ضریب زبری مورد بررسی قرار گرفت و با استفاده از نتایج آن‌ها، روابط به دست آمده از تجزیه و تحلیل ابعادی واسنجی شد. از نتایج تحقیق می‌توان به امکان محاسبه­ی ضرایب زبری با داشتن پارامترهای فوق اشاره نمود. این ضرایب با افزایش سرعت جریان به صورت غیر خطی و شدید کاهش می‌یابند؛ به عنوان مثال در اثر تغییر سرعت از ۲/٠ به ٢ متر بر ثانیه ضریب زبری مانینگ به یک سوم حالت اول کاهش می‌یابد. اما کاهش مقدار ضریب زبری با کم شدن نسبت استغراق و درصد تراکم پوشش گیاهی در مقایسه با افزایش سرعت کم بوده و روند کاهش آن خطی است؛ به صورتی که در اثر تغییر از یک رده تراکم بیش‌تر به تراکم کم‌تر مقدار آن حداکثر ده درصد کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determiation of friction factor in river banks and floodplains with non-submerged vegetation

نویسندگان [English]

  • Khosro rikvaandi 1
  • Alireza Masjedi 2
  • Mahmood Bina 3
1 Ph.D. Graduated, Department of Irrigation, Science and Research Branch, Islamic Azad University ,khouzestan, Iran
2 Department of Water Science and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
3 Associate Professor, Science and Research Branch, Islamic Azad University ,khouzestan, Iran
چکیده [English]

   Because of vegetation flexibility in flood plains and river banks, friction factors vary in these areas and are function of vegetation characteristics and flow conditions. Due to being of  important structures such as water pumping stations, Roads, water treatment plans and wastewater,  fish pools in the river banks and construction of structures such as bridges and diversion dams on them, study of river behavior especially effect of vegetation on flow capacity is very important. Purpose of this research was to obtain relationships and values suitable for vegetation roughness coefficients in the flood plains and river banks for Non-submerged conditions. To do research first identified and selected parameters effect on flow, including vegetation type, velocity, submerged ratio, density and absorption surface momentum and using dimensional analysis relations between roughness coefficient and dimensionless were obtained. Then 182 experiments were conducted on a laboratory flume and effect of parameters on the roughness coefficient was evaluated. By using of results, relations obtained from dimensional analysis were calibrated. Research results can be possible to calculate the friction factors with have above parameters. Roughness coefficients reduce with increasing of flow rate to be nonlinear and severely, for example increase velocity from 0.2 m/s to 2 m/s make Manning’s coefficient reduces to one third of the first case. But reducing amount of coefficient with decrease of submergence ratio and density compared with  the velocity is low and decreasing  trend  is linear trend, For example if density was reduced from greater category to  lower category, value of manning coefficient reduce maximum by ten percent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Friction Factors
  • Vegetation
  • Flexibility
  • Non-Submerged