بررسی مقاومت جریان وتعیین ضریب مقاومت در رودخانه ها با بستر شنی

بررسی موضوع مقاومت جریان در کانال ها و رودخانه ها سابقه بسیار طولانی دارد و به کارگیری آن در یک کانال یا رودخانه با ویژگی های مشخص به منظور مطالعه و مدیریت رودخانه ضرورت دارد. در این تحقیق تلاش می شود با بررسی مشخصات رودخانه ای در بازه مورد مطالعه، عوامل موثر بر مقاومت جریان را شناسایی کرده تا به کمک آن ها بتوان مقدار مناسبی را برای ضریب زبری در رودخانه تخمین زد. پیش بینی مناسب و بهینه مقاومت جریان تاثیر مستقیم در تخمین دبی، سرعت، تنش برشی جداره، حمل رسوب و فرسایش ناشی از جریان در یک رودخانه داشته است که از مهم ترین عوامل تصمیم گیری توسع? پروژه های آبی بشمار می رود. در این مطالعه با شناخت نوع و شرایط حاکم بر رودخانه شهرچای (در بازه کشتیبان)، با در دست داشتن خصوصیات هیدرولیکی و هندسی بازه و دانه بندی مواد کف بستر، ضریب زبری را با استفاده از روش های مختلف برآورد خواهد شد. از جمله روش های مورد استفاده در این تحقیق می توان به موارد زیر اشاره داشت: استفاده از جداول تجربی چاو (chow) و تورنر (turner)و چانمیسری (chanmisri)، استفاده از تصاویر و مشخصات رودخانه های با ضریب زبری مانینگ مشخص و مقایسه وضعیت رودخانه مورد نظر با تصاویر و تخمین حدود تقریبی ضریب مانینگ با توجه به تشابه رودخانه ها، تعیین ضریب زبری مانینگ به روش کاون (cowan) و برآورد ضریب مانینگ با روابط تجربی مختلف مانند روابط (strickler, 1923)، (bray,1979)، (julien, 2002) و غیره. با کالیبره کردن این روش ها ضریب زبری مانینگ جهت استفاده در طراحی ها بکار می رود و بهترین و مطمئن ترین روش تعیین ضریب زبری را با استفاده از مطالعات صحرایی و تلفیق با روابط و جداول تجربی و مدل سازی ارائه می شود. با آماده سازی نقشه سه بعدی از نقشه های اتوکد منطقه با نرم افزار arcgis و ایجاد مقاطع عرضی توسط الحاقیه hec-georas، مشخصات هندسی رودخانه شهرچای به نرم افزار hec-ras تعریف شد و با تعریف کردن مشخصات هیدرولیکی رودخانه به نرم افزار hec-ras، شبیه سازی رودخانه انجام پذیرفت و به ازای ضرایب زبری مانینگ حاصل از روش های مختلف برنامه اجرا شد و مشخصات هیدرولیکی خروجی از مدل-سازی با مشخصات هیدرولیکی برداشت شده از منطقه، مورد مقایسه قرار گرفت و مناسب ترین مقدار ضریب زبری برای بازه کشتیبان رودخانه شهرچای برابر با 032/0 تعیین گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که تعیین ضریب مانینگ به سه روش چاو، کاون و مقایسه با تصاویر به دلیل لحاظ نمودن عوامل متعدد در تخمین ضریب زبری، از دقت بالاتری برخوردار هستند.