تأثیر تبدیل کاهش‌دهنده عرض بر ارتفاع فرم بستر ریپل در شرایط هیدرولیکی مختلف

آب و خاک

مقاله 12، دوره 31، شماره 1 - شماره پیاپی 51، اردیبهشت 1396، صفحه 28-39   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i1.48826

نویسندگان

الهام روشنی^{* 1}؛ علی حسین زاده دلیر¹؛ داوود فرسادی زاده²؛ فرزین سلماسی¹

¹دانشگاه تبریز

²دانشگاه تبریز- گروه آبیاری

چکیده

در آبراهه‌های آبرفتی، جریان آب دائماً بر روی رسوبات در حال حرکت اثر گذاشته و سعی دارد آنها را به پایین دست منتقل نماید. در این حین برروی بستر جریان فرم بسترهایی با ابعاد مختلف و تحت شرایط هیدرولیکی مختلف تولید می‌شوند. در تحقیق حاضر، آزمایش‌ها به منظور بررسی اثر تبدیل‌های کاهش دهنده عرض برروی ارتفاع فرم بستر ریپل تشکیل شده با زوایای مختلف 5، 10 و 15 درجه انجام شد. در این آزمایش‌ها دبی 10، 12 و 14 لیتربرثانیه بوده و شیب فلوم قابل تنظیم بود. نتایج نشان داد که کاهش عرض کانال به کمک تبدیل‌ها نقش مؤثری بر ارتفاع ریپل‌ها داشته و می‌توان تا حد زیادی به کمک تغییر در زوایای تبدیل‌ها، حرکات رسوبات به پایین دست را کنترل نمود. به کمک این نوع تبدیل‌هاانتقال رسوبات حدود 15 الی 20 درصد کم شد زیرا این تبدیل‌هامانند یک مانع در حرکت رسوبات عمل می‌‌کنند. در دبی‌های کم دهانه ورودی تبدیل بخشی از انرژی جریان را گرفته و باعث افت انرژی می‌شود. اما با افزایش بیشتر دبی فرم‌های بستری با ارتفاع بیشتری ایجاد می‌کند. اگر چنانچه دبی بیش از 14 لیتربرثانیه در کانال اعمال شود و یا زوایای تندتری در تبدیل ایجاد شود، تبدیل نقش مانع بودن خود را از دست داده و رسوبات بیشتری به پایین دست منتقل می‌شود.

کلیدواژه‌ها

حرکت رسوبات؛ بسترهای آبرفتی؛ زاویه تبدیل ورودی؛ ریپل

مراجع

1- Bennett S.J. and Bridge J.S.,1995. The geometry and dynamics of low-relief bed forms in heterogeneous sediment in a laboratory channel, and their relationship to water flow and sediment transport, Journal of Sediment Resources. A65: 29–39.

2- Chegini A. H. N. and Pender G., 2012. Determination of smile size bedload transport and its related bedform under different uniform flow conditions, WSEAS Transactions on Environment and Development. 4(8): 158-167.

3- Coleman S. E. and Melville B. W. 1994. Bed-form development, Journal of HydraulicEngineering, ASCE. 120: 544-560.

4- Esmaili K., Kashefipoor M., ShafaeiBajestani 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).

5- Karim F., 1999. Bed-form geometry in sand-bed flows,Journal of HydraulicEngineering, ASCE. 125(12):1253-1261.

6- Lajeunesse E., Malverti L. and Charu F. 2010. Bed load transport in turbulent flow at the grain scale: Experiments and modeling, Journal of Geophys. Research. 115(3): 145-159.

7- Omid M., Mahdavi A., Naryanan R., 2003. Effect of bed-load transport on flow resistance in rigid boundary channels, IAHR Congress, Thessaloniki, Greece. 5:78-96.

8- Simons D.B., and Richardson E.V., 1965. Resistance to flow in alluvial channels, Geological survey Professional paper, 422-J.

9- Southardj B. and Boxjchwall A. 1973, Flume experiments on the transition from ripples to lower flat bed with increasing sand size. Journal of sediment and Petrol. 43(2): 193-217.

10- Vanoni V. A., and Brooks N. H. 1957. Laboratory studies of the roughness and suspended load of alluvial streams, Sedimentation Laboratory, California Institute of Technology, Passadena, Calif. 12(3):231-293.

11- Van Rijn L. C., 1984. Sediment transport, Part 1: Bed-load transport,Journal of HydraulicEngineering, ASCE. 110(10),1431-1456.

12- Van Rijn L. C., 1984. Sediment transport, Part 3: Bed forms and alluvial roughness,Journal of HydraulicEngineering, ASCE. 110(12), 1733-1754.

13- Van Rijn L. C., 2007. Unified view of sediment transport by currents and waves.I: Initiation of motion, bed roughness and bed-load transport,Journal of HydraulicEngineering, ASCE. 133(6): 649-667.

14- Venditti J. G., Church M. A. and Bennett S. J. 2005. Bed form initiation from a flat sand bed, Jou. Geophys. Research, Vol 110:40-92.

15- Williams P. G., 1970. Flume width and water depth effects in sediment-transport experiments, USGS Professional paper, 562: 79-124.

16- Wu W. M. and S. S. Y.Wang 1999. Movable bed roughness in alluvial rivers, Journal of HydraulicEngineering, ASCE. 125(12): 1309-1312.