پژوهش‌های حفاظت آب و خاک (May 2015)
مطالعه عددی پایداری کانال‌های آبرفتی مرکب با استفاده از نتایج تجربی
Abstract
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 دشت‌های 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 کانال‌های پایدار ساده و مرکب می‌باشد. بدین منظور یک کانال آزمایشگاهی توسط نرم‌افزار GSTARS4.0 که یک مدل ریاضی بوده و بر اساس کمینه نمودن قدرت جریان عمل می‌کند، مدل سازی گردید. واسنجی مدل بر اساس رقوم سطح آب، پارامترهای هندسی کانال، معادله‌های حمل رسوب و ضریب زبری انجام شده و تعدادی از داده‌ها که در واسنجی مدل به کار نرفته بودند به منظور صحت‌سنجی مدل مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاکیست کانال‌های مقطع پر هندسه هیدرولیکی اولیه خود را تغییر داده و به پایداری رسیدند. در ادامه کانال‌های پایدار در معرض جریان سیلابی قرار گرفته و وضعیت جدیدی از پایداری را تجربه می‌نمایند بطوریکه با افزایش شیب طولی، عرض نسبی کاهش و عمق نسبی با زمان افزایش می‌یابد. نتایج همچنین در محدوده عمق‌های نسبی تجربه شده نشان می‌دهد که محاسبه دبی به صورت مقطع واحد برای کانال توسعه یافته مرکب، مناسب‌تر از روش تجزیه مقطع می‌باشد و نسبت تنش برشی ظاهری به تنش برشی متوسط کانال اصلی در اعماق نسبی کم 4 برابر اعماق نسبی بزرگتر بدست آمده است.
