جریان متغیر تدریجی کاهشی بر روی بستر رودخانه
فایل این طرح پژوهشی در 99 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
چکیده طرح پژوهشی:
بستر رودخانه ها نفوذپذیر است. در حالتی که رودخانه نقش زهکشی دره آبرفتی را داشته باشد، بخشی از جریان آب در بستر نفوذ یافته و به صورت جریان زیرزمینی یا زیر سطحی در می آید. میزان کاهش جریان آب در طول مسیر رودخانه به عوامل مختلفی از جمله ، هندسه بازه و مقطع رودخانه، دانه بندی مواد بستری ، عمق سفره آب زیرزمینی در زیر بستر رودخانه، میزان دبی، سرعت و عمق جریان بستگی دارد.
بررسی شدت جریان کاهش آب در طول مسیر آبراهه از چندین لحاظ اهمیت دارد که از مهمترین آنها به: (۱) برآورد میزان تغذیه آب زیرزمینی از طریق رودخانه ها، (۲) ارزیابی جریان پایه در رودخانه ها، (۳) بررسی میزان آلوده شدن آب های زیرزمینی از طریق آب های سطحی آلوده و .... اشاره کرد.
هدف از این بررسی، ارزیابی تاثیر جریان عبوری از رودخانه ها، اندازه و تخلخل مواد تشکیل دهنده بستر رودخانه و ضخامت بستر در شدت جریان نفوذی به بستر رودخانه روش تحلیلی و تجربی بوده است.
معادله عمومی جریان بر روی بستر نفوذپذیر در یک مجرای مستطیلی و با دیواره های صلب با روش حل ریاضی و ابعادی ارائه گردیده است. تاثیر برخی عوامل موثر (نظیر ارتفاع سطح آب، طول و عرض بستر نفوذپذیر و تخلخل مواد بستری) بطور مستقیم در معادله تئوری جریان وارد گردیده است. عوامل موثر معین (نظیر: اندازه مواد بستری، ضخامت بستر، عدد فرود و طول بستر نفوذپذیر) بصورت پارامترهای بدون بعد در ارزیابی ضریب جریان گنجانده شده است. ضریب دبی جریان (Cd) به صورت پارامتری برای عوامل موثر معین و نیز به صورت تجربی برای عوامل نامعین مورد ارزیابی قرار گرفته است.
آزمایشات تجربی بر روی بستر نفوذپذیر در فلوم آزمایشگاهی (در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه) برای محدوده مناسبی از هندسه بستر نفوذپذیر و محدوده وسیعی از شرایط جریان ممکن در فلوم آزمایشگاهی انجام یافته است.
نتایج این بررسی نشان می دهد که: (۱) با افزایش اندازه موثر مواد بستری، میزان دبی انحراف یافته از بستر نفوذپذیر افزایش می یابد؛ (۲) با افزایش دبی و عمق جریان رودخانه، ضریب دبی جریان از بستر نفوذپذیر کاهش می یابد؛ (۳) با افزایش طول سطح بستر نفوذپذیر مقدار ضریب دبی نفوذی کاهش می یابد؛ (۴) با افزایش تخلخل، میزان دبی نفوذ از بستر نفوذ پذیر افزایش می یابد؛ و (۵) با افزایش ضخامت بستر نفوذ پذیر، ضریب دبی جریان از بستر نفوذ پذیر کاهش می یابد.
ارزیابی جریان بر روی بستر نفوذپذیر با دانه بندی متنوع تر مواد بستری، طول بیشتر بستر نفوذ پذیر و همچنین تاثیر تغییر شیب بستر جهت بسط نتایج حاضر برای تکمیل مطالعات در آینده پیشنهاد می شود.
پیش گفتار طرح پژوهشی
[این طرح تحقیقاتی در قالب پایان نامه انجام شده است]
بهره‌برداری از منابع آب سطحی و زیرزمینی و انتقال آب از یک مکان به مکان دیگر به منظورهای آبیاری و آب‌رسانی، به عنوان یک ضرورت حیاتی از آغاز زندگی مورد نظر بشر بوده است. انسان نیز آگاهانه یا ناآگاهانه از قوانین علمی حاکم بر این بهره‌وری‌ها تبعیت نموده و از آنها در جهت تجزیه و تحلیل مسایل پیش آمده سود می‌جسته است. در این راستا علم هیدرولیک به عنوان علمی که رفتار مکانیکی آب، یعنی علمی که سکون، حرکت و تغییر شکل‌های آن را تحت تاثیر تنش‌های وارده همراه با دخالت شرایط مرزی بررسی می‌کند، تکامل یافته است.
معادلات اولیه جریان در مجاری روباز از سه قانون بقاء جرم، بقاء ممنتم و بقاء انرژی مشتق شده‌اند. به منظور بررسی مسایل جریان می‌توان آنها را به صورت ساده‌تری هم تجزیه کرد. مثلا می‌توان از شتاب صرف‌نظر نمود و یا اینکه فقط شتاب را در یک جهت در نظر گرفت. گرچه در بسیاری از موارد مربوط به حرکت سیال ممکن است این فرضیات منجر به نتایج غیرواقعی گردد، با این وجود به منظور سادگی بررسی جریان معمولا حرکت جریان به صورت یک بعدی فرض می‌شود.
جریان متغیر مکانی از جمله جریان‌هایی می‌باشد که در طبیعت به وفور مشاهده می‌شود. جریان در کانال با سرریزهای جانبی، جریان در یک کانال با بستر نفوذپذیر، جریان در آبگذر پشت‌بام‌ها، جریان در کانال‌هایی که در آنها آبگیر با سرریز جانبی و یا در کف آنها یک آبگذر مشبک قرار دارد، مثال‌های از جریان متغیر مکانی هستند.
از موارد بسیار مهم جریان متغیر مکانی نشت آب از کف و کناره‌های آبراههها می‌باشد. این امر به ویژه در شرایط خشک و نیمه خشک اهمیت حیاتی پیدا می‌نماید. در بعضی از خاک‌ها اگرآبراهه پوشش نشود ممکن است کل آب وارد شده به آبراهه هدر رود.
فهرست مطالب طرح پژوهشی
کلیدواژه ها:
نویسندگان