Skip to main content
SUPERVISOR
Esmaeel Landy,Hossein AfzaliMehr
اسماعیل لندی (استاد مشاور) حسین افضلی مهر (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahboubeh Barahimi Varnousfaderani
محبوبه براهیمی ورنوسفادرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Interactive Effect of Vegetation Cover and Cobble Over Bed on Accelerating Flow Components
For better understanding structure of favorable pressure gradient (FPG) flow in cobble bed with submerged vegetation on turbulent characteristics, a laboratory set up and a cobble-bed river reach in the central Iran were considered in this study. The objective of this study is to understand the interaction of cobble bed and submerged vegetation under accelerating flow and expanding the result to Kaj River. This experiment was conducted in a flume of 8 m long, 0.4 m wide, 0.6 m height and maximum discharge of 46 l/s. The median sizes of grains in the flume and river were 52.5mm and 37.33 m and water depth of 200 mm and 280 mm, respectively. The measurements in the flume and river were carried out by ADV. Laboratory experiments were carried out in 5 series: - bed slope of -1.5% and presence of natural vegetation with 150(stem/m) density - bed slope of -1.5% and presence of artificial vegetation with 150(stem/m) density - bed slope of -1.5% and presence of natural vegetation with 100(stem/m) - bed slope of -1.5% and bare bank - Uniform flow with bare bank. The results were shown that velocity profiles in cobble-bed streams with vegetation strip under FPG flow were divided into three sub-zones. The maximum magnitude of Reynolds shear stress was in top of the vegetation where corresponded with inflection point in velocity profiles at mixing layer. Kelvin-Helmholtz instability create in the mixing layer due drag effects of vegetation. The anisotropy of turbulence or vorticity parameter was nearly constant in uniform flow while its decrease from bed to z/H=0.3 and became constant to water surface. The results of quadrant analysis shows the dominant events in all series from bed to z/H=0.4 was sweep, ejection, outward and inward, respectively. The contribution of outward and inward increased from z/H=0.4 to water surface and became nearly equal with sweep and ejection events. Keywords: river, accelerating flow, cobble bed, submerged vegetation, turbulent flow
اکثر رودخانه های مناطق کوهستانی دارای بستر قلوه سنگی می باشند. این رودخانه ها به اقتضای مورفولوژی مناطق کوهستانی دارای شیب بسترهای متوالی تندشونده و کندشونده می باشند. همچنین حضور پوشش گیاهی در بستر و حاشیه های رودخانه امری اجتناب ناپذیر است. هدف از پژوهش حاضر بررسی ساختار جریان گرادیان فشار مطلوب (جریان تندشونده) در روی بستر قلوه سنگی در حضور پوشش گیاهی مستغرق در آزمایشگاه و تعمیم آن در رودخانه ای قلوه سنگی می باشد. بدین منظور آزمایش ها در فلوم آزمایشگاه دانشگاه صنعتی اصفهان و همچنین بر رودخانه کاج واقع در استان چهارمحال و بختیاری صورت گرفت. آزمایش ها در فلومی به طول 8 متر، عرض 40 سانتی متر و ارتفاع 60 سانتی متر با دبی حداکثر 46 لیتر در ثانیه که دارای سطح مقطعی به شکل مستطیل بود، انجام شد. قلوه سنگ ها در آزمایشگاه و رودخانه دارای قطر متوسط ( ) به ترتیب 5/52 و 33/37 میلیمتر بوده و عمق آب نیز به ترتیب 200 و 280 میلی متر می باشد. اندازه گیری های مشخصه های جریان آشفته توسط دستگاه ADV در آزمایشگاه و رودخانه کاج صورت گرفت. آزمایش ها در پنج نوبت الف) شیب 5/1-% و وجود نوار پوشش گیاهی طبیعی در کف با تراکم (متر/ساقه)150، ب) شیب 5/1-% و وجود نوار پوشش گیاهی مصنوعی در کف با تراکم (متر/ساقه) 100، ج) شیب 5/1-% و وجود نوار پوشش گیاهی مصنوعی در کف با تراکم (متر/ساقه) 150، د) شیب 5/1-% بدون حضور پوشش گیاهی، ه)بستر مسطح قلوه سنگی بدون حضور پوشش گیاهی در فلوم آزمایشگاه صورت گرفت. نتایج نشان داد که نیمرخ سرعت بر روی بستر قلوه سنگی در حضور پوشش گیاهی مستغرق دارای سه ناحیه می باشند که این نواحی با توجه به ارتفاع خمیدگی پوشش گیاهی مستغرق و میزان تراکم آنها، دارای روندهای مختلفی هستند. حداکثر مقدار تنش برشی رینولدز در حضور پوشش گیاهی در تاج پوشش رخ می دهد که متناسب با نقطه عطف نیمرخ سرعت در ناحیه اختلاط می باشد که در آن ناپایداری کلوین-هلمهولتز به دلیل نیروی درگ ناشی از حضور پوشش گیاهی ایجاد می شود. در حالت جریان یکنواخت عبارت غیرایزوتروپیک بودن جریان آشفته در عمق جریان تقریباً ثابت می ماند اما در حالت جریان تندشونده بدون حضور پوشش گیاهی و همراه با پوشش گیاهی این عبارت تا عمق نسبی z/H=0.3 کاهش یافته و پس از آن تا نزدیکی سطح آب تقریباً ثابت می ماند. نتایج حاصل از آنالیز کوآدرانت نشان می دهد که پیشامدهای غالب در تمام حالات مورد مطالعه از بستر تا z/H=0.4به ترتیب جاروب، جرقه، برون رفت و درون رفت می باشند. . اما درصد مشارکت برون رفت و درون رفت از عمق z/H=0.4 تا سطح آب، بیشتر شده و تقریباً با درصد فراوانی جاروب و جرقه برابر می شود. واژه های کلیدی : رودخانه، جریان تندشونده، بستر قلوه سنگی، پوشش گیاهی مستغرق، جریان آشفته

ارتقاء امنیت وب با وف بومی