تأثیر پارامترغیرماندگاری بر انتقال رسوب در جریان سیلابی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

تأثیر مهم جریان سیل در تغییرات ریخت شناسی رودخانه امری بدیهی و روشن است. سیل­های ناگهانی خسارت بیشتری را به­بار می­آورند و رگبارهای شدید و ناگهانی از ویژگی­های مناطق خشک و نیمه خشک بوده و عامل مهم تولید چنین سیلاب­هایی می­باشند. در این تحقیق نتایج یک مدل عددی با نتایج یک مدل آزمایشگاهی ترکیب گردید و انتقال رسوب در بسترهای متحرک تحت جریان سیلاب سریع مورد بررسی قرار گرفت. از اینرو پس از کالیبراسیون مدل عددی توسط شرایط اولیه و مرزی در هر یک از آزمایش­های انجام گرفته امکان دستیابی به متغیرهای هیدرولیکی جریان که در شرایط غیر دائمی با زمان تغییر می­نمایند، فراهم گردید. هدف این مطالعه بررسی مکانیزم انتقال رسوب دررودخانه فصلی ناشی از سیلاب ناگهانی بصورت مدل­سازی شرایط طبیعی دریک فلوم آزمایشگاهی با قابلیت شیب پذیری بوده است. از آنجا که تجزیه و تحلیل سیلاب به­صورت جریان غیرماندگار صورت می­گیرد، تعدادی آبنمود با دبی حداکثر متفاوت در آزمایشگاه تولید گردید. ماسه با دانه­بندی یکنواخت و اندازه­ی متوسط 5/1،1/2 و3 میلی­متر بعنوان نمونه دانه­بندی بستر مورد استفاده قرارگرفت. عوامل مستقل مؤثربرجابجایی رسوب عبارتند از: دبی حداکثر آبنمود، شیب بستر، زمان پایه آبنمود، شکل آبنمود (مثلثی وذوزنقه ای). نتایج نشان داد، آبنمودها از پایداری و تعادل مناسب برخوردار هستند. قدرت آبراهه نیز همبستگی مناسبی با میزان دبی متوسط رسوب نشان داد. همچنیین عدد بدون بعد غیر ماندگاری نقش قابل توجهی در جریانهای غیر ماندگار دارد و در این آزمایشات در محدوده  بدست آمد که نشان می­دهد برای انتقال ذرات با اندازه­های متفاوت حداقل عدد غیرماندگاری ضروری است. آبنمودهای دارای عدد غیرماندگاری بیشتر میزان رسوب بیش­تری را منتقل می­نمایند.   

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Unsteadiness Parameter Effect on Sediment Transport under Flash Flood

نویسنده [English]

  • Kazem Esmaili
Associate Professor in Department of Water Engineering, Agriculture College, Ferdowsi University of Mashhad., Mashhad., Iran
چکیده [English]

Significant impact of flood flows on river morphology changes is obvious. The sudden floods are caused more damage. Sudden and heavy showers feature of arid and semiarid regions is an important factor that can produce such a flood. A numerical and experimental results model was combined in this research and the sediment transport evaluated in unsteady flow on moveable bed. First numerical model was calibrated by initial condition and boundary condition of experiments data. Then some of hydraulic parameters which changes in time were derived. Study of mechanism sediment transport under flash flood is the aim of this research that it’s modeled experimentally in flume with change in slope. Since the flood analysis was down as unsteady flow.  Some Hydrographs were generated with peak different discharge rates. The sediment was used has median size, 1.5, 2, 3 mm. Independent parameters effects on sediment transport are: maximum discharge of hydrograph, bed slops, time duration of hydrograph and hydrographs form (triangle – trapezoidal). The results show that equilibrium and stability of hydrographs are suitable. Also the unsteadiness dimensionless number has an important role on sediment transport and for this study the range of it’s , that will shows a minimum Froude number for particle motion is necessary. The hydrographs which have higher unsteadiness can to transport more of sediment

کلیدواژه‌ها [English]

  • Unsteady flow
  • Bed load
  • Flash flood
  • Hydrograph
Belmonte, A.M.C and  Beltean,F. S. 2001. Flood event in Mediterranean  Ephemeral Stream in Valencia Region, Spain. Catena.  45: 229-249
Billi,P. 2011. Flash flood sediment transport in a steep sand-bed ephemeral stream. International Journal of Sediment Research No. 26: 193-209.
Graf,W.H., Suszka.L. 1985. Unsteady flow and its effect on sediment transport. Proceedings, 21st IAHRCongress, August, Melbourne, Australia: 540–544
Graf,W.H and Zhaosong,Q.u. 2004. Flow Hydrograph in open Channels.
Henderson, F.M. 1966. Open Channel Flow. Macmillan Series
Reid,Ian., Laronne.Jonathan,b and Powell,M. 1996. Prediction of Bed-Load Transport by Desert Flash Floods. J. of  hyd. Eng.vol.122, No.3
Song,T., Graf.W.H. 1998. Velocity and Turbulence Distribution in unsteady Open channel Flows. J. Hr. Eng. Vol. 122: No.