بررسی تحلیلی جریان در کانال های آبرفتی پایدار با مقطع مرکب

اولین قدم در طراحی و مدیریت بهینه روشهای کنترل سیلاب، شناسایی مناسب رفتار رودخانه در هنگام وقوع سیل است. در هنگام سیلاب تداخل جریان بین مقطع اصلی و دشت های سیلابی و انتقال مومنتوم در سطح تماس بین دو مقطع جزئی، باعث ایجاد افت انرژی شده و مقطع عرضی کانال بسیار پیچیده خواهد شد. تمایز اصلی مقاطع مرکب با مقاطع منظم و معمولی نیز ناشی از همین پدیده است. در این تحقیق مدل تحلیلی یک کانال آزمایشگاهی توسط نرم افزار gstars4.0 که بر اساس کمینه شدن قدرت جریان عمل می کند جهت بررسی رفتار کانال های آبرفتی پایدار واسنجی شده است. این کانال های آبرفتی، هندسه هیدرولیکی خود را به صورتی تغییر داده و تنظیم نمودند که بین شدت جریان، رسوب ورودی و خروجی کانال تعادل ایجاد گردد. شدت انتقال رسوب و شدت و الگوی تغییرات عرض کانال های آبرفتی که در طبیعت از پیچیدگی زیادی برخوردار است به صورت دو بعدی مدل گردید که نسبت به روش های تجربی و تئوری رژیم که بر اساس فرض جریان یک بعدی اقدام به تحلیل رفتار کانال های پایدار رژیمی می نمایند، برتری مناسبی را نشان می دهد. مدل تحلیلی بی نیاز از مطالعات آزمایشگاهی گسترده ، صرف هزینه زیاد و مدت زمان طولانی توسط داده های تجربی واسنجی گردید که در واقع ترکیب دو روش تحلیلی و تجربی می باشد. کانال-های با جریان مقطع پر در 2 ساعت اول عبور جریان، معیارهای پایداری مستقیم ماندن پروفیل سطح آب، توقف تغییرات عرض کانال و یکنواختی غلظت رسوب را دارد. اختلاف نسبی نتایج مدل با مقادیر واقعی برای پارامترهای عرض، عمق، مساحت، غلظت رسوب و ضریب مانینگ 95/0، 1، 95/0، 12/0 ،93/0 می باشد. اگر یک کانال پایدار فرسایش پذیر مستقیم، در معرض جریان سیلابی قرار گیرد شرایط خود را تغییر داده و گرایش دارد خود را به مقطع واحد نزدیک نماید و بنابراین محاسبه به صورت مقطع واحد بسیار مناسب تر از تجزیه مقطع برای آنها خواهد بود. درصد اختلاف نسبی دبی محاسبه شده در جریان سیلابی در روش مقطع واحد و تجزیه شده (عمودی) با مقدار واقعی به ترتیب %16 و %18 بیشتر می باشد.