اثر تراکم سازه‌های حاشیه پیچان‌رودها روی مشخصات جریان در مواقع سیلابی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه مهندسی عمران-آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده فنی، دانشگاه ارومیه، ایران

3 گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

10.22059/jwim.2023.364637.1101

چکیده

رودخانه ها به عنوان زهکش طبیعی یک حوضه آبریز در تخلیه رواناب حاصل از بارش، بویژه در مواقع سیلابی همواره مورد توجه بوده است. با توجه به شکل‌گیری اکثر شهرها و روستاها در حاشیه رودخانه‌ها و احداث سازه‌هایی در سیلاب‌دشت آنها یا گاهاً تعرض به سیلاب‌دشت ها، در مواقع سیلابی الگوی جریان رودخانه‌ها همواره دچار تغییراتی می‌شود؛ لذا مطالعه اندرکنش جریان‌های سیلابی در کانال‌های مرکب پیچان در این مناطق، ضروری به نظر می‌رسد. در این تحقیق با استفاده از نرم‌افزارFlow3D که یک نرم‌افزار قوی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی است، به بررسی ساختار جریان و تنش برشی بستر در کانال مرکب پیچان تحت تاثیر تراکم سازه‌ای سیلاب‌دشت در مواقع سیلابی پرداخته شده است. برای این منظور از شش نوع تراکم سازه ای صفر، 8، 16،11، 25 و 44 درصد روی سیلاب‌دشت با استفاده از بلوک‌های غیر مستغرق و با فاصله های 7، 14، 21، 28 و 35 سانتی‌متر استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی نشان داد که با افزایش تراکم سازه‌ای روی سیلاب‌دشت از صفر به 44 درصد، مقدار سرعت متوسط مقطع کانال اصلی به طور میانگین 51 درصد، حداکثر ارتفاع سطح آزاد آب 25 درصد و میزان دبی متوسط عبوری از مقطع کانال اصلی 84 درصد افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش مقدار تراکم سازه‌ای روی سیلاب‌دشت، میزان تنش برشی بستر افزایش یافته به‌طوری‌که مقدار حداکثر تنش برشی بستر از 1.32 به 4.61 پاسکال (حدود 250 درصد) افزایش نموده و به سمت مرکز کانال اصلی حرکت می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of structures density in the banks of meandering rivers on the flow characteristics during floods

نویسندگان [English]

  • Mohammad Naghavi 1
  • Mirali Mohammadi 2
  • Ghorban Mahtabi 3
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Eng
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University, Iran
3 University o f Zanjan
چکیده [English]

Rivers as a natural drainage of a watershed have always been of interest in draining the runoff resulting from precipitation, especially during floods. Due to the formation of most cities and villages on the banks of rivers and the construction of structures in their floodplains, during floods, the pattern of river flow always undergoes changes, so it is necessary to study the interaction of flood flows of meandering compound channel in these areas. In this research, by using Flow3D software, which is a powerful software in the field of computational fluid dynamics, the flow structure and bed shear stress in meandering compound channel under the effect of structural density of floodplain during floods have been investigated. For this purpose, six types of structural density of 0, 8, 16, 11, 25 and 44% have been used on the floodplain using non-submerged blocks with distances of 7, 14, 21, 28 and 35 cm. The results of the numerical simulation showed that with the increase of structural density in the floodplain from zero to 44%, the average velocity of the main channel, the maximum water surface elevation and the amount of flow passing through the main channel increased by 51%, 25% and 84% respectively. Also, with the increase in structural density on the floodplain, the amount of bed shear stress has increased so that the maximum bed shear stress has increased from 1.32 to 4.61 pascal (250 percent) and moves towards the center of the main channel.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compound channel
  • Meandering
  • Structural density
  • Flow structure