مطالعه عددی پایداری کانال های آبرفتی مرکب با استفاده از نتایج تجربی

اولین قدم در طراحی و مدیریت بهینه روش های کنترل سیلاب، شناسایی مناسب رفتار رودخانه در هنگام وقوع سیل است. در هنگام سیلاب تداخل جریان بین مقطع اصلی و دشت های سیلابی و انتقال مومنتوم در سطح تماس بین دو مقطع جزئی، باعث ایجاد افت انرژی شده و مقطع عرضی کانال بسیار پیچیده خواهد شد. تمایز اصلی مقاطع مرکب با مقاطع ساده ناشی از همین پدیده است. هدف از این پژوهش بررسی پارامترهای هندسی و روند پایداری دینامیکی کانال های پایدار ساده و مرکب می باشد. بدین منظور یک کانال آزمایشگاهی توسط نرم افزار GSTARS4.0 که یک مدل ریاضی بوده و بر اساس کمینه نمودن قدرت جریان عمل می کند، مدل سازی گردید. واسنجی مدل بر اساس رقوم سطح آب، پارامترهای هندسی کانال، معادله های حمل رسوب و ضریب زبری انجام شده و تعدادی از داده ها که در واسنجی مدل به کار نرفته بودند به منظور صحت سنجی مدل مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاکیست کانال های مقطع پر هندسه هیدرولیکی اولیه خود را تغییر داده و به پایداری رسیدند. در ادامه کانال های پایدار در معرض جریان سیلابی قرار گرفته و وضعیت جدیدی از پایداری را تجربه می نمایند بطوریکه با افزایش شیب طولی، عرض نسبی کاهش و عمق نسبی با زمان افزایش می یابد. نتایج همچنین در محدوده عمق های نسبی تجربه شده نشان می دهد که محاسبه دبی به صورت مقطع واحد برای کانال توسعه یافته مرکب، مناسب تر از روش تجزیه مقطع می باشد و نسبت تنش برشی ظاهری به تنش برشی متوسط کانال اصلی در اعماق نسبی کم 4 برابر اعماق نسبی بزرگتر بدست آمده است.

کلیدواژه ها:

رژیم کانال ، جریان سیلابی ، تنش برشی ، GSTARS4.0