بررسی تأثیر نسبت دبی و زاویه اتصال بر آبشستگی موضعی تلاقی کانال‌های روباز فرسایشی با استفاده از مدل SSIIM1

آب و خاک

مقاله 4، دوره 30، شماره 1 - شماره پیاپی 45، اردیبهشت 1395، صفحه 63-76   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i1.37397

نویسندگان

رسول قبادیان^* ؛ مهسا بصیری

دانشگاه رازی کرمانشاه

چکیده

جریان و انتقال رسوب نقش مهمی در تغییر شکل محل تلاقی کانال‌های روباز فرسایشی دارند. در این تحقیق با استفاده از مدل عددی SSIIM1 ابتدا الگوی جریان و سپس الگوی فرسایش و رسوبگذاری در یک تلاقی 60 درجه شبیه‌سازی و با داده‌های اندازه‌گیری صحت سنجی شد. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین سرعت‌های افقی محاسبه شده توسط مدل عددی با داده‌های آزمایشگاهی به غیر از چند نقطه در داخل ناحیه جداشدگی جریان وجود دارد. همچنین نتایج صحت سنجی رسوب نشان داد که مدل توانایی نسبتاً خوبی در پیش‌بینی موقعیت و مقدار حداکثر عمق فرسایش دارد (خطایی کمتر از 10 درصد) ولی ارتفاع رسوب‌گذاری را بیشتر از مقدار آزمایشگاهی برآورد می‌‌کند. پس از اطمینان از نتایج مدل به بررسی تاثیر زاویای اتصال 60، 90 و 135 درجه در دو نسبت دبی 5/0 و 66/0 بر الگوی فرسایش و رسوب پرداخته شد. نتایج نشان داد در یک زاویه مشخص به ازای نسبت دبی‌های انتخابی بین مقادیر فرسایش اختلاف وجود دارد که با افزایش زاویه تلاقی مشهود‌تر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

تپه رسوبگذاری؛ چاله فرسایشی؛ شبیه‌سازی عددی؛ ناحیه جداشدگی

مراجع

1- Balochi B., and Shafaei-Bajestan M. 2012. Investigation of the effect of densimetric Froude number and sediment discharge on maximum scour depth at river confluences. Proceedings of the 5th national conference of watershed and soil & water resource management, Kerman, Iran. (in Persian)

2- Best J.L., and Reid I. 1984. Separation zone at open – channel junctions. Journal of Hydraulic Engineering (ASCE), 100(11): 1588–1594.

3- Best J.L. (1988). Sediment transport and bed morphology at river channel confluences. Sedimentology, 35(3): 481– 498.

4- Biron P.M., Ramamurthy A.S., and Han S. 2004. Three-dimensional numerical modeling of mixing at river confluences. Journal of Hydraulic Engineering (ASCE), 130(3): 243 – 253.

5- Borghei S.M., and Sahebari Jabbari A. 2010. Local scour at open-channel junctions. Journal of Hydraulic Research, 48(4): 538–542.

6- Ghobadian R. 2007. Investigation of Flow, Scouring and Sedimentation at River- Channel Confluences. Ph.d thesis, Shahid Chamran University, Iran. (in Persian)

7- Ghobadian R., Shafaei-Bajestan M., and Azari A.2008. Effects of Confluence Angle on Erosion and Sedimentation Pattern at River Confluence by Physical Model. Agricultural Research, 8(4):107-122. (in Persian with English abstract)

8- Gurram S.K., Karki K.S., and Hager W.H. 1997. Subcritical junction flow. Journal of Hydraulic Engineering (ASCE), 123(5): 447–455.

9- Hemati, M. and Shafaei-Bajestan M. 2008. Investigation of scouring depth at bed discordance river confluence. Proceedings of the 4th national conference of civil engineering, Tehran, Iran. (in Persian)

10- Jabari Sahebari A., Borghei S.M. 2008. Experimental investigation of sedimentation and scouring pattern at channel junction. Proceedings of the 4th national conference of civil engineering, Tehran, Iran. (in Persian)

11- Mohamadi S. 2007. Investigation of the effect of downstream curved edge on sedimentation pattern at river confluence. Ms.c thesis, Shahid Chamran University, Iran.(in Persian )

12- Mosley M.P. 1976. An experimental study of channel confluences. Journal. Of Geology, 84: 535 – 562.

13- Rostami M., Habibi S., and Farahmand A. 2013. Numerical investigation of flow and sediment patterns at river confluences. Proceedings of the 9th International conference of river engineering, Ahvaz, Iran. (in Persian)

14- Rouse H. 1937. Modern concepts of mechanics of fluid turbulence. Transaction ASCE, 102(1965).

15- Taylor E.H. 1944. Flow characteristics at rectangular open-channel junction. Journal of Hydraulic Engineering (ASCE), 109: 893–912.

16- Tong-huan L., CHEN L., and Beiling F. 2012. Experimental study on flow pattern and sediment transportation at a 90° open-channel confluence. International Journal of Sediment Research, 27(2): 178–187.

17- Van rijn L.C. 1978. Mathematical modeling of morphological process in case of suspended sediment transport. Ph.d thesis Delft University of technology.

18- Weerakoon S.B., Kawahara Y., and Tamia N. 1991. Three-dimensional flow structure in channel confluences of rectangular section. Proc. 24th IAHR.