تحلیل آماری ضریب زبری مانینگ درکانال‌های خاکی بدون پوشش گیاهی در شبکه آبیاری و زهکشی مغان

آب و خاک

مقاله 3، دوره 30، شماره 6 - شماره پیاپی 50، بهمن 1395، صفحه 1808-1819   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i6.41146

نویسنده

ابوالفضل ناصری^*

مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان شرقی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تبریز

چکیده

با توجه به حساسیت دبی به مقدار ضریب زبری جریان، انتخاب مقدار آن در طراحی کانال‌های خاکی، از اهمیت و حساسیت زیادی برخوردار است. بنابراین پژوهش حاضر با هدف تحلیل آماری و تدقیق مقادیر ضریب زبری کانال‌های خاکی بدون پوشش گیاهی در شبکه آبیاری و زهکشی مغان انجام شده است. برای انجام آزمایش‌ها پنجاه مقطع از کانال‌های خاکی در شبکه انتخاب گردید. سرعت جریان آب در مقاطع مختلف کانال‌های خاکی با مولینه، مختصات نیمرخ عرضی مقاطع کانال‌ها با دوربین نقشه‌برداری (ترازیاب) و یک شاخص مدرج اندازه‌گیری گردید. میانگین ضریب زبری برابر 06/0 به دست آمد. نتایج نشان داد به احتمال 90، 80، 60 و 40 درصد، ضریب زبری به ترتیب برابر 014/0، 020/0، 033/0 و 050/ و بیشتر از آن بود. توزیع سرعت جریان، شعاع هیدرولیکی، سطح مقطع جریان، پیرامون ترشده و ضریب زبری در کانال‌های خاکی بدون پوشش گیاهی با توزیع لاگ نرمال منطبق بود. نتایج نشان داد جریان در مقاطع کانال‌های خاکی، به صورت آشفته بوده و با افزایش عدد رینولدز، ضریب زبری در کانال‌ها، کاهش می‌‌یابد. تحلیل حساسیت نشان داد با دو و سه برابر شدن اندازه ضریب زبری، دبی جریان به ترتیب نصف و یک سوم دبی نظیر میانگین ضریب زبری بود. به منظور حذف متغیرهای کم اثر بر روی ضریب زبری، یک رابطه ساده رگرسیونی برای برآورد ضریب زبری در کانال‌های بدون پوشش گیاهی در شبکه آبیاری و زهکشی مغان به صورت تابعی از دو متغیر سرعت جریان و شیب کانال ارائه گردید.

کلیدواژه‌ها

ضریب مانینگ؛ ضریب مقاومت جریان؛ کانال‌های خاکی؛ مقاومت هیدرولیکی

مراجع

1- Abrishami J., and Hosseini S.M. 2005. Open channel hydraulics. Astan Ghods publication Center. 501 pp. (in Persian).

2- Afzalimehr H., and Anctil F. 1998. Estimation of gravel-bed river flow resistance. Journal of Engineering, 124(10): 1054-1058.

3- Chaudhry M. H. 2007. Open-channel flow. Springer Science and Business Media.

4- Chow VT. 1972. Open channel hydraulics. McGRAW-HILL KOGAKUSHA, LTD. New York. 680 pp.

5- Ciraolo G., Ferreri G., and Loggia G. 2006. Flow resistance of posidonia oceanic an in shallow water. Journal of Hydraulic Research, 44 (2): 189-202.

6- Cook H.L., and Campbell F.B. 1939. Characteristics of some meadow strip vegetation. Journal of Hydraulic Engineering, 118(1): 92-97.

7- Cox M.B., and Palmer V.J. 1984. Results of tests on vegetated waterways and method of field application. Oklahoma Agricultural Experimental Station, Stillwater Oklahoma, Miscellaneous Publication. No. MP1 2, 43.

8- Ebrahimi N.G., Fathi-Moghaddam M., Kashefipour S.M., Ebrahimi K., and Saneie M. 2009. A study of the effect of submerged vegetation covers on river roughness coefficient. Agricultural Research: Water, Soil and Crop in Agriculture, 8(1):79-87. (in Persian with English abstract)

9- Esmaili K., Kashefipour S.M., and Shafaie Bajestan M. 2009. The effect of bed form on roughness coefficient in unsteady flows using a combined numerical and laboratory method. Journal of Water and Soil, 23(3):136-144. (in Persian with English abstract)

10- Falahatgar M., Bahremend A., Sheikh V.B., and Atrakchali A. 2010. The effect of vegetation Manning roughness coefficient on the hill slope in Agghala rangelands. J. of Water and Soil Conservation. 17(3):125-141. (in Persian with English abstract)

11- Fathi Moghaddam M., and Kouwen N. 1997. Nonrigid, no submerged, vegetative roughness on flood plains. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 123 (1): 51-57.

12- Ghaffari G., and Mosaedi A. 2006. Effect of applying different Manning’s roughness coefficient determination methods to estimate the amount of flooding area (Case study, Babolroud River). J. Agric. Sci. Natr. Resour. 12 (6): 1-12. (in Persian with English abstract)

13- Gharib M. 2004. Hazard zonation and management of flood (Ramian town). MSc Thesis. Watershed Management Department. Agriculture and Natural Resources Faculty. Gorgan University, Iran. 110 pp. (in Persian with English abstract)

14- Hosseinzadeh M. 2004. Flood patterns using HEC-RAS in GIS environment (Lain Sou River). MSc Thesis. Irrigation Department. Sari Agricultural Sciences Faculty. 115pp. (in Persian with English abstract)

15- Mosaedi A., and Tavakoli M. 2004. Investigation on the finding of best method for determining manning roughness coefficient and flood hazard zonation in a part of mid-Atrak River (Maraveh). J. Agric. Sci. Natr. Resour. 10 (4): 153-160. (in Persian with English abstract)

16- Mousavi Baygi S.M., Fardi Hosseini A., Alizadeh A., and Inanlou M. 2011. The assessment of fluctuations on roughness Manning coefficient for prediction of flood flow hydraulics (Case study: Atrak River). Journal of Water and Soil, 26(1): 183-192. (in Persian with English abstract)

17- Nasseri A. 2000. Evaluation of flow resistance coefficient vegetated canals in Moghan plain. Final Report. Iranian Agricultural Engineering Research Institute. AERO. 195 pp (in Persian with English abstract)

18- Rahmeyer W. 2006. Flow resistance for Utah flood plains, Utah State University.

19- Tayfehrezaei H. 1994. Analysis of ponding causes in Moghan plain. MSc Thesis. Irrigation Department. Agricultural Faculty. Tehran University, Karaj, Iran. 289pp. (in Persian with English abstract)