مطالعه ی آزمایشگاهی اثر رسوبات درشت دانه کف کانال بر ضریب مقاومت جریان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

در بررسی و تحلیل هیدرولیکی کانالهای باز، تعیین مقاومت جریان امری ضروری است. مقاومت جریان در کانالهای با
بستر درشت دانه بیشتر از نوع زبری ذره می باشد. تاکنون مطالعات زیادی در رابطه با برآورد مقدار ضریب مقاومت جریان
از طریق اندازه ذرات پیشنهاد شده است که در این مطالعات اثر شکل ذرات چندان مشخصنیست. بنابراین هدف از این
تحقیق انجام آزمایشاتی برای تعیین اهمیت نوع و اندازه رسوبات درشت دانه میباشد. در این مطالعه برای تعیین ضریب
مقاومت جریان از هشت نوع رسوب درشت دانه شامل 4 نوع رسوب طبیعی نسبتاً گرد گوشه و 4 نوع رسوب شکسته تیز
گوشه استفاده شد. آزمایشها در فلومی به طول 10 متر و عرض 25 سانتیمتر و ارتفاع 50 سانتیمتر با شیب کف ثابت
پارامترهای دیگری مانند عدد فرود ( R/ Ks ) 0/0005 انجام شد. نتایج نشان میدهد که علاوه بر پارامتر استغراق نسبی
r ) ) در برآورد هر چه دقیقتر مقاومت جریان تاثیر بسزائی دارند. همچنین نشان داده شد که در y و ضریب شکل مقطع ( ( F
رودخانههای با بستر شنی روابط نیمه لگاریتمی و توانی مقاومت جریان را تقریباً با دقت یکسانی تخمین میزنند. در این
تحقیق رابطهای برای تعیین ضریب مقاومت جریان ارئه گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of the Effects of Channel Bed Coarse Sediments on Flow Resistance Coefficient

نویسندگان [English]

  • M Bahrami Yarahmadi
  • M Shafai Bajestan
چکیده [English]

Determination of flow resistance is an essential parameter for studying and hydraulic analyzing open
channels. Flow resistance in channes with coarse materials on bed is mostly due to grain roughness.
Over the past decades several studies have been conducted to correlate the flow resistance to the
particle size; however the effects of particle shapes are not clear so far. Therefore, it is the purpose of
this work to conduct experimental studies to see how important the type and size of coarse sediments
are. In this study eight types of sediments; four rounded and four angular sediments have been tested
under different flow conditions in a flume of 10 meter long, 25 cm wide and 50 cm height. Experiments
were conducted under constant bed slope of 0.0005. Results show that parameters such as relative
roughness. s R/ K , Froude number, r F , and channel shape factor, y play important roles in accurate
estimation of flow resistance. The results have also shown that in gravelbed rivers the flow resistance
can be estimated by semi logarithmic and power equations with the same accuracy. In this study an
equation was also proposed for prediction of flow resistance coefficient.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coarse sediments
  • Darcy-weisbach coefficient
  • Flow resistance coefficient
  • Open channel
شفاعی بجستان م، 1383 . جریان در کانالهای باز. اهواز، انتشارات دانشگاه شهید چمران، چاپ اول، 460 صفحه.
شفاعی بجستان م، 1387 . مبانی نظری و عملی هیدرولیک انتقال رسوب. اهواز، انتشارات دانشگاه شهید چمران، چاپ
اول، ویرایش دوم، 549 صفحه.
محمودیان شوشتری م، 1385 . اصول جریان در مجاری باز. اهواز، انتشارات دانشگاه شهید چمران، جلد اول، چاپ اول،
486 صفحه.
مطیعی م، صانعی م و طباطبایی م، 1384 . بررسی آزمایشگاهی رابطه ضریب زبری و اندازه قطر ذرات در آبراهههای با
شیب تند. پنجمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان
Afzalimehr H and Francois A, 1998. Estimation of Gravel-Bed River Flow Resistance. Journal of
Hydraulic Engineering 124: 1054-1058.
Bathurst JC, 1985. Flow Resistance Estimation in Mountain Rivers. Journal of Hydraulic
Engineering ASCE 111: 625-641.
Bathurst JC, 2002. At-a-Site Variation and Minimum Flow Resistance For Mountain Rivers.
Journal of Hydrology 269: PP 11-26.
Hey RD, 1979. Flow Resistance Ingravel Bedrivers. Proceedings of The American Society of Civil
Engineers, Journal of The Hydraulic Division, 105: 365-379.
Rice CE, Kadavy KC and Robinson KM, 1998. Roughness of Loose Rock Riprap on Steep Slopes.
Journal of Hydraulic Engineering, 124: 179-185.
Soto UA and Madrid Aris M, 1994. Roughness Coefficient in Mountain Rivers. Hydraulic
Engineering, American Society of Civil Engineering, New York, VOL 1.
Yen BC, 2002. Open Channel Flow Resistance. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE
128: 20-39.