مطالعه عددی خصوصیات جریان در آبراهه روباز مرکب با پوشش گیاهی لایه ای ناهمگون در سیلابدشت

پوشش گیاهی نقش اساسی در تغییر خصوصیات جریان آبراهه های طبیعی مانند رودخانه ها دارد. مدلسازی کارآمد هیدرولیک جریان در آبراهه مرکب با سیلابدشت های دارای پوشش گیاهی برای درک و تعیین فرآیندهای طبیعی جریان ضروری است. آبراهه های طبیعی و یا انسان ساخت اغلب دارای پوشش گیاهی گوناگون با تراکم و ارتفاع های متفاوت هستند. هدف اصلی این پژوهش بررسی تاثیر پوشش گیاهی لایه ای بر خصوصیات جریان در آبراهه مرکب با استفاده از مدل FLOW-۳D می باشد. نتایج مدل عددی با نتایج نظیر از مدل فیزیکی تحقیق  Takuya et al., (۲۰۱۴)واسنجی و تایید شده است. آزمایش ها در سال ۲۰۱۴ در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه ملی فناوری آکاشی در ژاپن، و در یک کانال ذوزنقه ای مستقیم به طول ۸/۴ متر و عرض ۸/۰ متر انجام یافت. خطای برآورد مدل برای سرعت متوسط عمقی بترتیب در مرحله واسنجی در دامنه ۴ تا ۶ درصد بود، که در مرحله تائید مدل به حدود ۵/۱ درصد کاهش یافت. متوسط خطای برآورد عمق آب نیز در حدود ۳ درصد بوده است. در شبیه-سازی الگوی جریان، تطابق خوبی بین نتایج مدل عددی با نتایج مدل فیزیکی وجود دارد. نتایج شبیه سازی مدل نشان داد که برای شرایط سیلاب های بزرگتر که پوشش گیاهی در سیلابدشت مستغرق می شود، پروفیل عمودی سرعت در سیلابدشت بصورت S شکل است. در حالی که در شرایط سیلاب های کوچکتر یا زمانی که پوشش گیاهی کوتاه و بلند غیرمستغرق باشند، پروفیل سرعت عمودی دارای توزیع نسبتا یکنواخت یا لگاریتمی است. مقاومت ناشی از حضور پوشش گیاهی در سیلابدشت ها سبب کاهش سرعت جریان در ناحیه سیلابدشت رودخانه، و همچنین افزایش ظرفیت انتقال بده جریان در آبراهه اصلی می گردد.

کلیدواژه ها:

پروفیل سرعت ، پوشش گیاهی لایه ای ، لایه اختلاط ، مدلسازی عددی ، مدل فیزیکی