بررسي اثر عمق نسبي بر مشخصات جريان در كانال مركب پيچانرودي

Investigation of Relative Depth Effect on Flow Characteristics in Meandering Compound Channel

ﯾﮑﯽ از ﺟﻨﺒﻪﻫﺎي ﻣﻬﻢ در توصيف رﻓﺘﺎر رودﺧﺎﻧﻪ، مارپيچي بودن آن ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺧﻢﻫﺎي ﻣﺘﻮاﻟﯽ در رودﺧﺎﻧﻪﻫﺎي ﻃﺒﯿﻌﯽ ﯾﮏ ﻣﻮﻟﻔﻪ اﺟﺘﻨﺎبﻧﺎﭘﺬﯾﺮ از ﻓﺮاﯾﻨﺪي اﺳﺖ ﮐﻪ رودﺧﺎﻧﻪ ﻃﯽ آن دچار دگرگوني ﻣﯽشود. آﮔﺎﻫﯽ از ﻫﯿﺪروﻟﯿﮏ ﺟﺮﯾﺎن در اندركنش كانال اصلي و سيلاب‌دشت‌ به­ خصوص در زمان سيلاب ﺑﺮاي ﺣﻔﺎﻇﺖ خاك بستر و ﻧﯿﺰ ﺳﺎزهﻫﺎ و تاسيسات موجود ﻻزم و ﺿﺮوري اﺳﺖ. اين تحقيق، براي شناخت بهتر هيدروديناميك جريان متوسط و آشفته در كانال­هاي مركب مارپيچ انجام شد. با توجه به شرايط طبيعي اكثر رودخانه­ ها، به­ دليل متغير بودن دبي و نسبت­ هاي عمقي متفاوت (عمق جريان در سيلابدشت به عمق جريان در كانال اصلي)، در اين پژوهش فلوم آزمايشگاهي مستطيلي پيچانرودي با سينوسيتي ثابت 3/1 براي نسبت­هاي عمقي متفاوت 35/0 و 55/0 بررسي شد. نتايج نشان داد كه اندازه اجزاء مختلف سرعت در هر سه راستاي مختصات در عمق نسبي 35/0 بيش­تر از 55/0 است كه نشان از قدرت بيشتر گرداب­ها و شدت اندركنش بين كانال اصلي و سيلاب­دشت در عمق نسبي كم­تر را داشت. همچنين با بررسي جريان­هاي ثانويه، وجود گرداب­هاي چرخشي ساعتگرد و پادساعتگرد در كانال اصلي و سيلابدشت­ها و موقيعت ايجاد اين جريانات تعيين شد.

One of the important aspects in describing river behavior is its curvature. The production of successive bends in natural rivers is an inevitable component of the process through which the river changes. Understanding the flow behavior in the interaction between the main channel and the floodplain, especially during floods, is necessary to protect soil and water structures. This study was conducted to better understand the hydrodynamics of the middle and turbulent flow in compound meandering channels. According to the natural conditions of most rivers, due to variation of discharge and depth ratios (flow depth in floodplain to flow depth in the main channel), in this study, a rectangular meander laboratory channel with a constant sinuosity 1.3 for different depth ratios of 0.35 and 0.55 was investigated. The results showed that the size of velocity components (u,v,w) at 0.35 relative depth was greater than 0.55, which indicating higher vortex strength and interaction intensity between the main channel and floodplain at lower relative depth. Also, by investigating the secondary flows, the existence of clockwise and counterclockwise rotational eddy currents in the main channel and floodplains and the location of these currents were determined.