Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein AfzaliMehr,Esmaeel Landy
حسین افضلی مهر (استاد راهنما) اسماعیل لندی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ali Keshavarz
علی کشاورز

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Influence of Unfavourable Pressure Gradient on Flow Structure in a Channel with Vegetated Bed and Smooth Walls
Vegetative covers in rivers and river banks have different physical, chemical, ecological and environmental functions and affect river processes like sediment, nutrient and pollution traort, oxygen production, aquatic life and etc. Through the years, inappropriate use of rivers, has caused vegetation destruction and many environmental problems. In recent years, developed countries, have tried to restore the rivers. This subject shows the significance of studies about hydrodynamic of flow in the presence of vegetation in different conditions. Since, most of the studies in the field of interaction between flow and vegetation have carried out in the case of uniform flow, thus, in the present study, the objective is investigation of flow structure (velocity profile, Reynolds stress and turbulence intensity distributions) in a decelerating flow over bed vegetation. The experiments carried out in a flume 8m long and 40cm wide with a 2 percent bed slope, and in the presence of grass on bed with 2 discharges and 2 water depths (4 experimental series) and totally, 120 velocity profiles measured. For each experimental series, the measurements carried out in 5 sections and 4 profiles with different distances from the wall for each section. The results show that the velocity profiles shift to the left along the flume. Also there are 3 distinct regions with different characteristics in velocity profile distributions.The first region is in higher regions of the canopy. In the first region the velocity values as well as the velocity gradients are low. The next region is above the crest of vegetation and the most important characteristic of this region is high velocity gradient and validation of the log-law. The third layer is located above the second layer and its characteristic is low velocity gradient and is nearly vertical. The log-law cannot be used for this region but with some modification by pi parameter in Coles law It is usable for this region too. Using different methods like Clauser and Rotta methods, shows the flow is in equilibrium that means the measured sections are in a distance from the flume entrance that the boundary layer has formed completely. The distributions of Reynolds stress and turbulence intensity are nearly similar. The values of Reynolds stress and turbulence intensity are low near the water surface and if we move toward the bed the values increase and the region with maximum turbulence occur above the vegetation coverand this region is coincident with the region with high velocity gradient. Key Word Vegetation, velocity profile, Reynolds stress, turbulence intensity
پوشش های گیاهی در رودخانه ها و سواحل آن ها دارای عملکرد های متنوع فیزیکی، شیمیایی، اکولوژیکی و زیست محیطی می باشند و بر فرآیند های مختلف رودخانه مانند انتقال رسوب، انتقال مواد غذایی، انتقال آلودگی ها، تولید اکسیژن، حیات موجودات آبزی و ... تاثیر گذارند. طی سالیان متمادی، بهره برداری نادرست از رودخانه ها سبب تخریب پوشش های گیاهی و در نتیجه ایجاد مشکلات زیست محیطی عدیده شده است. در سالیان اخیر در کشورهای توسعه یافته، توجه زیادی به بحث ترمیم و احیاء رودخانه ها و بازگرداندن شرایط رودخانه ها به حالت طبیعی شده است، که این امر اهمیت مطالعات در زمینه شناخت هیدرودینامیک جریان در حضور پوشش های گیاهی با شرایط مختلف را نشان می دهد. از آنجا که بیشتر مطالعات انجام شده در بحث تعامل جریان و پوشش گیاهی کف کانال در حضور جریان یکنواخت انجام شده است لذا در تحقیق حاضر، هدف شناخت ساختار جریان (توزیع مولفه های سرعت ، توزیع تنش های رینولدز و توزیع شدت آشفتگی) در جریان غیر یکنواخت کند شونده در کانال با پوشش گیاهی در کف می باشد. آزمایشات در فلومی به طول 8 متر، عرض 40 سانتی متر و عمق 60 سانتی متر بر روی بستر با شیب 2 درصد و در حضور پوشش گیاهی چمن با دو دبی مختلف و دو عمق مختلف (4 سری آزمایشی) انجام شده است و در مجموع 80 پروفیل سرعت برداشت شده است. در هر سری آزمایشی اندازه گیری ها در 5 مقطع و برای هر مقطع در 4 پروفیل با فواصل مختلف از دیواره فلوم انجام گرفته است. مطالعات نشاندهنده انتقال پروفیل های سرعت (در امتداد جریان) به سمت چپ در امتداد جریان می باشند. هم چنین توزیع سرعت دارای سه ناحیه با ویژگی های مختلف می باشد. ناحیه اول در قسمت بالایی پوشش گیاهی دارای سرعت کم و تغییرات بسیار کم است. ناحیه دوم بر روی پوشش گیاهی است که ناحیه داخلی نامیده می شود و ویژگی اصلی این ناحیه تغییرات شدید سرعت و برقراری قانون لگاریتمی می باشد. ناحیه سوم از انتهای ناحیه دوم تا سطح آب ادامه می یابد. در این ناحیه روند تغییرات سرعت کند بوده و سرعت ماکزیمم در این ناحیه رخ می دهد. توزیع سرعت در این ناحیه از قانون کولز تبعیت می کند. روند تغییرات سرعت طولی در عرض کانال بدین صورت است که در هر عمق ماکزیمم سرعت در محور مرکزی کانال رخ می دهد و با حرکت به سمت دیواره کاهش می یابد. از تکنیک خطوط هم سرعت جهت توزیع سرعت در عرض کانال استفاده گردید. تعادل جریان با استفاده از روش های مختلف نظیر روش کلازر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد توزیع تنش های رینولدز و شدت آشفتگی تقریبا مشابه می باشند و ناحیه با حداکثر شدت آشفتگی منطبق بر ناحیه با گرادیان سرعت شدید می باشد. همچنین ناحیه با حداکثر شدت آشفتگی بر روی تاج پوشش گیاهی رخ می دهد. کلمات کلیدی: پوشش گیاهی، پروفیل سرعت، تنش رینولدز، شدت آشفتگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی