مطالعه‌ای بر روش‌های تعیین زبری یک بستر شنی

تعیین کمّی زبری یک بستر شنی از اهمیت به سزایی در مطالعات هیدرولیکی برخوردار است. رویکرد سنتی در تعیین زبری بستر بر اساس منحنی توزیع اندازه سنگ‌دانه‌ها استوار است. این در حالی است که در رویکرد نوین، تعیین زبری بر اساس ارتفاع نقطه به نقطه بستر استوار می‌باشد. در این رویکرد، خصوصیات آماری بستر مانند ممان‌های مراتب گوناگون، ارتفاع نقطه به نقطه، توابع ساختار و خاصیت خودمتشابهی در تعیین زبری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مطالعه آزمایشگاهی حاضر، در ابتدا روش‌های موجود در تعیین زبری بستر بر اساس منحنی توزیع اندازه سنگ‌دانه‌ها با یکدیگر مقایسه می‌شوند. سپس در ادامه، رویکرد ارتفاع نقطه به نقطه در تعیین زبری بستر به تفصیل مورد بحث قرار می‌گیرد. مشاهدات نشان داد که در بین روش‌های موجود بر اساس رویکرد اندازه سنگ‌دانه‌ها، نتایج به دست آمده از اندازه‌گیری سنگ‌دانه‌ها با کولیس کامل‌تر و دقیق‌تر از سایر روش‌ها است. به علاوه قیاس بستر آزمایشگاهی مطالعه حاضر و بستر طبیعی رودخانه‌ها نشان داد، که با وجود تطابق برخی از خواص آماری این دو بستر (مانند ضریب همبستگی و زبری معادل در راستای طولی)، بسیاری از خواص آماری این دو بستر مانند عدم وجود ساختار خاص در تابع ساختار مرتبه سوم و ضریب چولگی منفی توزیع ارتفاع بستر با یکدیگر متفاوت است. این مشاهده بیان‌گر این واقعیت است که بستر زبر بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی که بر اساس تنها قطر معادل سنگ‌دانه شبیه‌سازی می‌شوند، در عمل می‌توانند خواص آماری بسیار متفاوتی با بسترهای طبیعی رودخانه‌ها داشته باشند. لذا توصیه می‌شود در این نوع مطالعات، بستر شنی به با روش‌های آماری به طور دقیق تعریف شود، تا حداقل میزان اختلاف با شرایط طبیعی رودخانه مشخص شود.