بررسی آزمایشگاهی اثر جریان متغیر تدریجی بر مورفولوژی بستر آبراهه در مقاطع مرکب

رودخانه ها مقاطع مرکب طبیعی هستند که تأثیر زیادی در زندگی بشر دارند. تمایل تاریخی بشر به سکونت در مجاورت رودخانه ها، توام با افزایش چشمگیر جمعیت در چند قرن اخیر و استقرار و توسعه مراکز جمعیتی، اقتصادی، صنعتی و کشاورزی در حاشیه رودخانه ها موجب گردیده است که میزان تلفات جانی و صدمات مالی ناشی از رخداد سیل در رودخانه ها به شدت افزایش یابد. از این رو شناخت ویژگی های جریان در رودخانه ها بخصوص در مواقع سیلابی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل آزمایشگاهی به بررسی برخی ویژگی های جریان در این مقاطع پرداخته شده است. آزمایش ها برای 3 نسبت عرض، 2 اختلاف ارتفاع و 2 زبری متفاوت مقطع اصلی و دشت سیلابی انجام شد. در جریان یکنواخت، نتایج نشان می دهد که روش های یک بعدی برآورد دبی بجز در عمق های کم، دقت لازم را ندارند و به لحاظ کاربردی قابل استفاده نمی باشند. هم چنین، با کاهش عمق نسبی و افزایش اختلاف زبری مقطع اصلی و دشت سیلابی مقدار تنش برشی ظاهری افزایش می یابد. گرادیان عرضی سرعت به ویژه در دشت سیلاب تقریباً ناچیز است، در حالی که در ناحیه تماس دو مقطع بسیار شدید می باشد. شدت گرادیان عرضی سرعت با افزایش اختلاف زبری کانال اصلی و دشت سیلاب افزایش می یابد. نتایج آزمایش های جریان متغیر تدریجی نشان می دهد که پروفیل m1 تحت تأثیر فرم بستر قرار نمی گیرد ولی پروفیل m2 کاملاً متأثر از فرم بستر می باشد. هر چه اختلاف زبری مقطع اصلی و دشت سیلاب و نیز مقدار دبی افزایش یابد، تأثیر فرم بستر بر پروفیل سطح آب بیشتر می شود. هرچه نسبت عرض دو مقطع به واحد نزدیک می شود تشابه روند تأثیر فرم بستر بر سطح آب در مقاطع مرکب و مقاطع ساده بیشتر می شود. نتایج حاصل از نرم افزار hec – ras نشان می دهد که این نرم افزار در برآورد پروفیل m1 دقت بسیار بالایی دارد ولی در برآورد پروفیل m2 بخصوص در حالت بستر آبرفتی دارای خطای زیادی است. این خطا در مقایسه با خطای برآورد این پروفیل برای کانال ساده بسیار کمتر است. به نظر می رسد که کارایی این نرم افزار در برآورد پروفیل سطح آب، در هر دو حالت بستر صلب و آبرفتی در مقاطع مرکب بهتر از مقاطع ساده باشد.