بررسی بر هم کنش شکلهای بستر شنی با تاج مسطح و پوشش گیاهی دیوار بر مولغه های جریان آشفته

رودخانه ها همواره منبع اصلی تأمین آب مورد نیاز انسان ها و عامل اساسی در توسعه جوامع بشری بوده است. از راه های شناسایی رفتار رودخانه ها بررسی ساختار جریان و مطالعه شکل های بستر در آنهاست. ازسوی دیگر پوشش گیاهی با ایجاد زبری در دیواره کانال ها و دشت های سیلابی رودخانه ها بر شکل هندسی، هیدرولیک و مقاومت جریان موجود در آنها تأثیر گذاشته و به دنبال آن بر انتقال رسوب بسیار اثرگذار است. با توجه به اهمیت شکل های بستر نظیر تلماسه ها، در کنترل میزان انتقال رسوب، تولید آشفتگی و ایجاد مقاومت جریان، مطالعه جزئیات برهم کنش شکل های بستر، پوشش گیاهی و ساختار جریان ضروری به نظر می رسد. هدف از پژوهش حاضر مطالعه ساختار جریان برروی تلماسه های شنی با تاج مسطح به همراه پوشش گیاهی در دیوار بود. برای دستیابی به این هدف تعداد هفت تلماسه مصنوعی با تاج مسطح در طول یک کانال آزمایشگاهی با مقطع مستطیلی به طول 8 متر، عرض 4/0 متر و ارتفاع 6/0 متر به طور متناوب ساخته شدند. شن مورد استفاده برای ساختن تلماسه ها دارای قطر متوسط 10 میلی متر بوده و شکل ذوزنقه ای برای آنها در طی آزمایش ها ثابت نگه داشته شد. این شکل ها در عرض کانال هیچ گونه تغییری نداشتند که بدین ترتیب شکل های بستر دوبعدی بودند. همچنین گیاه قیاق (خومه) به عنوان پوشش گیاهی دیوار مورد استفاده قرار گرفت. با در نظر گرفتن توسـعه یافتگی جریان پس از تلماسه پنجم، کلیه اندازه گیری های سرعت جریان و مولفه های جریان آشفته در حد فاصل تلماسه های پنجم و ششم صورت پذیرفت. در مجموع سه سری آزمایش بر روی تلماسه ها با طول موج 96/0 متر، ارتفاع 04/0 متر، زاویه ایستایی 28 درجه و عمق جریان 28/0 متر به اجرا درآمد. در سری اول آزمایش ها 17 نیم رخ و در سری های دوم و سوم تعداد 21 نیم رخ سرعت برداشت گردید. اندازه گیری داده های سرعت و آشفتگی با به کارگیری دستگاه سرعت سنج صوتی adv انجام گردید. داده برداری با فرکانس 200 هرتز و به مدت دو دقیقه در هر نقطه صورت گرفت. با در نظر گرفتن فرکانس و مدت زمان اندازه گیری و نیز تعداد زیاد نیم رخ های برداشت شده، 45400000 داده سرعت در کلیه آزمایش ها ثبت گردید. داده ها با استفاده از نرم افزار winadv غربال شده و پس از آن مورد تحلیل قرار گرفتند. از نتایج قابل توجه در این پژوهش این بود که در تلماسه های با تاج مسطح بر خلاف نوع با تاج تیز، در هر دو حالت وجود و عدم وجود پوشش گیاهی، پارامتر سرعت بعد از تاج مسطح مقادیر منفی به خود نمی گیرد. با ترسیم نقشه های منحنی های هم سرعت برای سرعت افقی مشخص شد که کمترین مقدار سرعت برابر با صفر بوده که در حالت عدم وجود پوشش گیاهی بر دیواره کانال در ناحیه کوچکی بر روی وجه پایین دست تلماسه متمرکز شده است. همچنین در حالت وجود پوشش گیاهی بر دیوار نیز کمینه مقدار سرعت برابر با صفر بوده ولی ناحیه رخداد آن به سمت پایین دست تغییر مکان داده و در محل فرورفته تلماسه اتفاق می افتد. مشاهده مقادیر سرعت عمودی منفی در هر دو حالت وجود و عدم وجود پوشش گیاهی در سراسر طول تلماسه نشانه ای دیگر برای عدم وقوع جدایی در تلماسه های با تاج مسطح است. تنش های رینولدز در حالت وجود پوشش گیاهی نسبت به حالت عدم وجود آن بیشتر بوده که این موضوع را می توان به افزایش مقاومت جریان در حضور این پوشش نسبت داد.