دبی جریان و شیب خط انرژی در کانال های مرکب

به منظور بررسی ساختار و رفتار هیدرولیکی جریان در رودخانه­ها و کانال­های مرکب، دبی و شیب خط انرژی اهمیت بالایی دارند. با تقسیم مقطع عرضی این کانال­ها به زیر ناحیه­های آن یعنی کانال اصلی و بسترهای سیلابی، دبی جریان به صورت جداگانه در هر زیر ناحیه قابل تعیین است و آنگاه دبی کل مقطع از مجموع آنها بدست می­آید. این روش به روش کانال تقسیم شده (DCM) معروف است. روش دیگری نیز به روش کانال ساده (SCM) موسوم است. روش­های متعددی بر مبنای روش تقسیم­بندی در مقطع کانال توسعه یافته­اند که از مهم­ترین آنها روش مدل تبادل دبی (EDM) می­باشد. این روش با در نظر گرفتن تاثیر انتقال مومنتم از میان سطح مشترک بین کانال اصلی و بستر سیلابی (سطح اندرکنش) توسعه داده شده است. در این تحقیق، محاسبات دبی و شیب خط انرژی برای سری آزمایش های موسسه FCF انگلستان و سایرین، با به کارگیری روش­های EDM، DCM و SCM و با برنامه­سازی رایانه­ای به زبان C++ انجام پذیرفت. نتایج حاصل نشان داد که در مقایسه با سایر روش­ها، روش EDM دارای کمترین خطای نسبی برای محاسبه دبی (در ترسیم نمودار دبی-اشل) است. همچنین نتایج محاسبه شیب خط انرژی به روش EDM و نرم افزار HEC-RAS نشان می دهد که روش EDM دارای کمترین خطای نسبی برای ترسیم شیب خط انرژی است. دو معادله ساده خطی برای عمق­های نسبی کمتر از ۱۵/۰ و برای عمق­های نسبی بیشتر از آن ارائه شد. بدین ترتیب، روش EDM را به میزان قابل توجهی حدود ۳۶% برای محاسبه دبی جریان و ۳۴% برای محاسبه شیب خط انرژی بهبود بخشیده است.

کلیدواژه ها:

انتقال مومنتم ، کانال مرکب ، مدل تبادل دبی ، دبی-اشل ، شیب خط انرژی