بررسی پارامترهای مؤثر بر ضریب درگ در پوشش گیاهی صلب و انعطاف‌پذیر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری/دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد . گروه سازه های آبی . دانشکده مهندسی آب و محیط زیست . دانشگاه شهید چمران اهواز . اهواز . ایران

3 دانشیار گروه سازه‌های آبی دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز.

4 استادیار گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

مسأله‌ی مقاومت در مقابل جریان در مجاری روباز دارای پوشش گیاهی در دهه‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. حضور پوشش گیاهی در مناطق مستعد سیلاب و حاشیه‌ی رودخانه‌ها تأثیر قابل توجهی بر پراکنش انرژی و کاهش خسارات دارد. در این مقاله به منظور بررسی اثر پوشش گیاهی در آبراهه‌ها، پوشش گیاهی صلب و انعطاف‌پذیر با نمونه-های مصنوعی مدلسازی شد. در شرایط آزمایشگاهی، نیروی درگ اعمال شده بر مدل پوشش گیاهی غیر مستغرق به صورت مستقیم با استفاده از حسگر نیرو در بخش متحرک فلوم اندازه‌گیری شد‌. در این مقاله، شاخص جدیدی با عنوان "شاخص تراکم" پوشش گیاهی معرفی شده‌است. این شاخص به سطح مقابل جریان هر واحد پوشش گیاهی و مجموع تعداد واحدهای پوشش گیاهی در محدوده مورد مطالعه بستگی دارد. نتایج نشان داد در هر دو مدل صلب و انعطاف پذیر، با افزایش شاخص تراکم پوشش گیاهی و عمق نسبی، میزان جذب نیروی درگ افزایش می‌یابد. بررسی اثر شاخص تراکم پوشش گیاهی نشان داد افزایش این شاخص تأثیر بسزایی در کاهش ضریب درگ دارد؛ بطوریکه در بیشترین میزان افزایش شاخص تراکم، کاهش %8/19 در ضریب درگ مشاهده گردید. افزایش عمق نسبی جریان تا رسیدن به مرحله‌ای که پوشش گیاهی در آستانه‌ی استغراق قرار گیرد، به ترتیب در دو مدل صلب و انعطاف‌پذیر موجب کاهش %81/12 و %43/10 ضریب درگ می‌شود. در نهایت دو مدل ریاضی با ضریب رگرسیون 87/0 و 89/0 به ترتیب جهت تخمین ضریب درگ پوشش گیاهی صلب و انعطاف-پذیر با در نظر گرفتن پارامترهای بدون بعد مؤثر ارائه گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation the Effective Parameters on the Drag Coefficient in Rigid and Flexible Vegetation

نویسندگان [English]

  • Samira Salman Zadeh 1
  • Manoochehr Fathi-Moghadam 2
  • Javad Ahadiyan 3
  • Seyed Mohsen Sajadi 4
1 Ph.D candidate/, Hydraulic Structure Department,/ Faculty of Water and Environmental Engineering,/ Shahid Chamran University of Ahvaz, /Ahvaz/ Iran
2 Professor, Department of marine structures, Faculty of water and environmental engineering, Shahid chamran university of Ahvaz, Ahvaz , Iran
3 Associate Professor of Water Engineering and Environment Faculty, Shahid Chamran Univeristy of Ahvaz,Ahvaz, Iran.
4 Assistant Professor/Hydraulic Structures Department,/ Faculty of Water and Environmental Engineering,/ Shahid Chamran University of Ahvaz/, Ahvaz,/ Iran
چکیده [English]

The issue of resistance to flow in open channels with vegetation has attracted the attention of many researchers in recent decades. The presence of vegetation in flood-prone areas and along the banks of rivers has a significant effect on the distribution of energy and reduction of possible damages. In this paper, in order to investigate the effect of vegetation in waterways, rigid and flexible vegetation was modeled with artificial samples. In laboratory conditions, the drag force was measured directly by means of a dynamic load cell in the moving part of the flume. In this paper, a new index named "density index" of vegetation is introduced. The introduced index depends on the frontal area of each vegetation and the total number of vegetation in the area. The results showed that in both rigid and flexible models, with the increase of vegetation density index and relative depth, the drag force absorption increases. Investigating the effect of the vegetation density index showed that increasing this index has a significant effect on reduces the drag coefficient; thus, at the maximum increase in the density index, a decrease of 19.8% in the drag coefficient was observed. Increasing the relative depth of the flow until reaching to just-submerged condition, in rigid and flexible models, causes a decrease of the drag coefficient by 12.81% and 10.43%, respectively. Finally, two mathematical models with regression coefficients of 0.87 and 0.89 were presented to estimate the drag coefficient of rigid and flexible vegetation by considering the effective dimensionless parameters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Density Index
  • Flow Resistance
  • Relative Depth
  • Non-submerged

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 06 آذر 1401
  • تاریخ دریافت: 15 مرداد 1401
  • تاریخ بازنگری: 22 مهر 1401
  • تاریخ پذیرش: 06 آذر 1401
  • تاریخ انتشار: 06 آذر 1401