Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein AfzaliMehr
حسین افضلی مهر (استاد راهنما)
 
STUDENT
محمد عبدالحسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1382

TITLE

Determination of Stable Channel Characteristics
All previous equations presented for hydraulic geometry of stable channels were mainly based on uniform flows and thus are not suitable for using in natural rivers and channels. The main objectives of this study were evaluating distribution of local shear stress and Shields parameter in nonuniform cross sections in stable channels and also developing a model for prediction hydraulic geometry of stable cross sections using statistical nonlinear multiple regression. For this purpose, shear velocity was estimated using hydrodynamic methods, field measurements of velocity distribution profiles, bed sediment characteristics and geometric characteristics of channel cross sections. Suitable equations to predict width, depth and longitudinal slope of the channel were produced using hydraulic parameters such as shear stress, flowrate and morphological parameters such as sediment particle diameter. This study was conducted in two sections. For the first part, four reaches of a 20 km length in Kaaj River, located in Chahar Mahal Bakhtiari province, were selected. The second part including 12 reaches of Sheikh Bahaei landscape channels were chosen. In general, of the total studied reaches, geometric characteristics of 76 cross sections, 338 velocity profile (including 5000 point velocity) and characteristics of bed materials and surveying data were recorded. By using preliminary calculations, morphological and hydraulic characteristics were determined. Afterwards, shear velocity of each profile was estimated using data acquired from velocity profile and boundary layer characteristics method. Eventually, shear stress and shields parameter were determined and their distribution patterns in non-uniform cross sections were studied. Results indicated that distribution pattern of these two parameters is a useful index for determination of stability in the studied cross sections. In order to predict hydraulic geometry of stable channels, including width, depth and slope, a model using nonlinear multiple regression was produced. These equations were estimated separately for river and channel cross sections. Results revealed that depth predicting models used in two parts of this study were significantly effective. Presenting proper equations with acceptable correlation coefficients to anticipate width and slope of channels failed.
کارهای انجام شده در زمینه معادلات ارائه دهنده هندسه هیدرولیکی کانال‌های پایدار عمدتاًَ بر اساس جریان یکنواخت شکل گرفته و توسعه پیدا کرده‌اند و لذا استفاده از نتایج این معادلات در کانال‌ها و رودخانه‌های طبیعی که جریان در آنها عمدتاً به طور غیر یکنواخت صورت می‌گیرد، مناسب نخواهد بود. هدف اصلی این تحقیق بررسی چگونگی توزیع تنش برشی و پارامتر شیلدز در مقاطع غیریکنواخت کانال‌های پایدار و توسعه مدلی برای پیش‌بینی مشخصات هندسه هیدرولیکی مقطع پایدار با استفاده از روش‌های رگرسیون چندگانه آماری می‌باشد. برای این منظور با کاربرد روش‌های مبتنی بر قوانین هیدرودینامیک، تنش برشی بستر به کمک اندازه‌گیری‌های صحرایی نیمرخ سرعت جریان، مشخصات رسوب بستر کانال و مشخصات هندسی موجود تعیین شده و معادلات مناسب برای برآورد عرض، عمق و شیب طولی کانال با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی نظیر تنش برشی، دبی و پارامترهای مورفولوژیکی نظیر قطر ذرات رسوب ارائه ‌شده‌اند. برای این کار، پس از بررسی‌های اولیه و بازدیدهای صحرایی در مناطق مختلف، مطالعات به دو قسمت تقسیم شد. قسمت اول شامل 4 بازه انتخابی از مسافتی به طول 20 کیلومتر از رودخانه کاج در استان چهار محال و بختیاری می‌باشد. قسمت دوم شامل 12 بازه در انهار فضای سبز (انهار شیخ بهایی) واقع در حاشیه زاینده‌رود است. در مجموع از تمام بازه‌های مورد مطالعه، مشخصات هندسی 76 مقطع و 338 پروفیل سرعت (شامل حدود 5000 سرعت نقطه‌ای) به همراه مشخصات ذرات بستر و داده‌های نقشه‌برداری ثبت گردید. با انجام محاسبات اولیه، مشخصات مورفولوژیکی و هیدرولیکی به دست آمد. سپس با استفاده از داده‌های پروفیل سرعت و با استفاده از روش مشخصات لایه مرزی، مقادیر سرعت برشی مربوط به هر پروفیل محاسبه گردید. سپس با استفاده از این مقادیر، تنش برشی و پارامتر شیلدز محاسبه شده و نحوه توزیع آنها در مقاطع غیر یکنواخت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که چگونگی توزیع این دو پارامتر، ابزار مناسبی برای تحلیل پایداری مقاطع عرضی در اختیار قرار می‌دهد. به منظور برآورد مدل پیش‌بینی مشخصات هندسه هیدرولیکی کانال پایدار شامل عرض، عمق و شیب از روش رگرسیون چندگانه غیر خطی استفاده شد. این روابط که بر اساس منابع موجود و همچنین آنالیز ابعادی از نوع توانی می‌باشند با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده به صورت مجزا برای مقاطع رودخانه و انهار برآورد گردید. نتایج نشان می‌دهد که در هر دو قسمت، مدل‌های پیش‌بینی کننده عمق از ضرایب تبیین بالایی برخوردار بوده و به خوبی قادر به پیش‌بینی عمق جریان می‌باشند. اما ارائه معادلات مناسب با ضرایب تبیین قابل قبول برای پیش‌بینی عرض و عمق امکان‌پذیر نگردید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی