بررسی آزمایشگاهی تأثیر تراکم پوشش گیاهی بر مشخصه‌های جریان غلیظ

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

4 دانش آموخته دکتری سازه های آبی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

جریان غلیظ یکی از مهم­ترین عوامل در رسوب­گذاری و کاهش عمر مفید مخازن می­باشد. از مهم­ترین بخش­های این جریان، قسمت پیشانی جریان غلیظ می­باشد که تحت تأثیر عوامل زیادی است. در تحقیق حاضر، با انجام آزمایش به تأثیر پوشش گیاهی در کاهش سرعت پیشانی جریان غلیظ پرداخته­ شد. بدین منظور جریان غلیظ با غلظت­های 10، 20، 30 و 40 گرم بر لیتر وارد فلوم شد و پوشش گیاهی با ارتفاع 15 و 20سانتی­متر و تحت 5 تراکم 6/0، 8/0، 1، 2/1 و 4/1 درصد در مسیر جریان قرار گرفت. اندازه­گیری سرعت در 6 مقطع به فاصله 50سانتی­متر از هم انجام گرفت. پروفیل غلظت در راستای قائم در 3 مقطع به فاصله یک متر از هم اندازه­گیری گردید. نتایج نشان داد که با افزایش تراکم پوشش گیاهی در ارتفاع­های مختلف، سرعت پیشروی جریان نسبت به بستر صاف به میزان 13 تا 5/28 درصد و غلظت جریان بین 54/53 تا 28/81 درصد کاهش می­یابد. هم­چنین تراکم 4/1 درصد مؤثرین تراکم برای کاهش سرعت و غلظت پیشانی جریان غلیظ می­باشد.در نهایت رابطه­ای برای محاسبه سرعت در بستر صاف و بستر داری پوشش گیاهی با تراکم­های مختلف ارائه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Study on the Effects of Artificial Vegetation Density on Gravity Current’s flow Characteristics

نویسندگان [English]

  • Atena Khalili 1
  • Hossein Khozeymehnezhad 2
  • Abolfazl Akbarpour 3
  • Peyman Varjavand 4
1 Graduate Student of Water Engineering Department , University of Birjand., Birjand., Iran
2 Assistant professor, Department of water Engineering, University of Birjand., Birjan., Iran
3 Associate professor, Department of civil Engineering, University of Birjand., Birjand., Iran
4 Ph.D. candidate, Department of water structures Engineering, University of Tabriz., Tabriz., Iran
چکیده [English]

Gravity current is one of the most important factors in sedimentation and reduction of life expectancy of reservoirs. Forehead part of gravity currents is one of the important parts of these currents that are under influence of many factors. The present research has surveyed the effects of vegetation cover in reducing the velocity of forehead gravity current. To do so, the gravity current is entered the flume with 10, 20, 30 and 40 g/l concentration. Then, vegetation covers with 15 and 20 cm heights and five densities of 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, and 1.4 percent are located across the currents. Measuring the velocity is done in 6 sections of 50 cm distance. The vertical concentration profile is measured in 3 sections with 1m distance. The results showed that as the density of vegetation cover with different heights increases, the development velocity of current proportion to smooth bed reduces to 13 to 28.5 % and also the gravity current concentration reduces between 53.54 to 81.28 %. The 1.4% density is the most effective density for reducing velocity and concentration of forehead gravity current. Finally, a relation has been presented for calculating the velocity in smooth bed and the vegetation cover beds with different densities

کلیدواژه‌ها [English]

  • Currentflow
  • Velocity of forehead
  • Vegetation density
  • Concentration profil

پورکاید،س. حسونی زاده،ه. کاشفی پور،م و دریایی،م. 1391. بررسی تأثیر هم­زمان شیب طولی و زبری بر روی سرعت پیشانی جریان غلیظ رسوبی با استفاده از مدل فیزیکی، نهمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، اهواز، دانشگاه شهیدچمران اهواز.

صدیق،م. 1386. شبیه­سازی عددی پیشروی دلتا و جریان کدر در مخازن سدها، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشکده عمران، دانشگاه تهران.

کرم­زاده،ن. محمودیان شوشتری،م. و قمشی،م. 1385. مطالعه آزمایشگاهی تغییرات سرعت در جریان­های غلیظ، هفتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران.

ورجاوند،پ.، قمشی،م.، حسین زاده دلیر،ع و فرسادی زاده،د. .1393. بررسی آزمایشگاهی تأثیر زبری­های مصنوعی بر مشخصات هیدرولیکی جریان غلیظ نمکی، نشریه آب و خاک ،علوم و صنایع کشاورزی. 37. 3: 105-96

Altinakar,M.S. Graf,W.H and Hopfinger,E.J. 1990. Weakly depositing Gravity current on a small slope. Journal of Hydraulic Research. 28.5:

Altinakar,M.S.Graf,W.H and Hopfinger,E.J. 1996. Flow structure in Gravity currents, Journal of Hydraulogy, Resorce, 34: 713-718.

Bell,H.S. 1942. Density currents as agents for transportingsediments.Journal of Geology. 5.

Denton,R.A. 1985. Density current inflows to run of the river reservoirs.Proccedings of 21th IAHR congress.

Ghomeshi,M. 1995. Reservoir sedimentation Modeling, Ph.Dthesis, University of Wollongong, Australia, 219.

Graf,W.H. 1983. Hydraulics of reservoir sedimentation, lnternational Water Power and Dam Construction, 35(4).

Graf,W.H and Altinakar,M.S. 1998. Fluvial Hydraulics-Flow and transport processes in channels of simple geometry, Chapter 7, Wiley, New-York.John Wiley and Sons, 681.

Hosseini,S.A. Shamsai,A and Ataie-Ashtiani,B. 2006. Synchronous measurements of the velocity and concentration in low density Gravity current s using an Acoustic Doppler Velocimeter, Journal of Flow Measurement and Instrument. 17: 59-68.

Huppert,H.E and Simpson,J.E. 1980. The slumping of gravity currents. Journal of Fluid Mech, 99:785-799.

Keulegan,G.H. 1957. The motion of saline fronts in still water, Twelfth Progress Report on model laws for density currents, US National Bureau of Standards Report.

Keulegan,G.H. 1958. The motion of saline fronts in still water, US National Bureau of Standards Report, 5831:29.

LaRocca,M., Adduce,C., Sciortino,G and Pinzon,A.B. 2008. Experimental and numerical simulation of three-dimensional gravity currents on smooth and rough bottom, Physics of Fluids, 20.

Middleton,G.V. 1966. Experiments on density and Gravity current s, motion of the head, Canadian, Journal of Earth Science, 3:523-546.

Sequeiro,O.E. Spinewine,B. Beaubouef,R.T., Sun,T., Garcia,M.H and Parker,G. 2010. Characteristics of Velocity and Excess Density Profiles of Saline Underflows and andGravity currents Flowing over a Mobile Bed, Journal of hydraulic engineering. 412-433.

Turner,J.S. 1973. Buoyancy Effects in Fluids, Cambridge University Press London,U.K.

Turner,J.S. 1979. Buoyancy effects in fluids, Cambridge University Press, London. England.