بررسي آزمايشگاهي سرعت مهاجرت و توسعه پيچان رودها با رخداد تغيير ناگهاني شيب در پايين دست

Laboratory investigation of migration and expansion rate related to meandering rivers with knickpoint at downstream

تغييرات ژئومورفولوژيك بستر و كناره رودخانه ها مي تواند سرعت مهاجرت و توسعه پيچان رودها را تحت تاثير قرار دهد. تغيير ناگهاني شيب بستر رودخانه يكي از رايج ترين تغييرات ژئومورفولوژيك در مسير رودخانه است. اندازه گيري سرعت مهاجرت و توسعه پيچان رودها و اتخاذ تدابير لازم براي حفاظت سازه هاي قرار گرفته در كنار و روي رودخانه از جمله اقدامات مهندسي در عرصه مهندسي رودخانه مي باشد. بدين منظور، براي مطالعه و اندازه گيري سرعت مهاجرت و توسعه پيچان رودها با رخداد تغيير ناگهاني شيب مسير جريان، آزمايش هايي در فلوم آزمايشگاهي با بستر فرسايش پذير انجام گرفت. كانال جريان بر روي بستر رسوبي حفر شد و براي سه عرض مختلف كانال (طول موج هاي مختلف خم ابتدايي)، سه دبي و سه شيب متفاوت بستر در دو گروه آزمايش با حضور و عدم حضور رخداد تغيير ناگهاني شيب (آزمايش هاي شاهد) سرعت مهاجرت و توسعه پيچان رودها مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه جريان در جهت تعديل تغيير ناگهاني شيب در پايين دست، با سرعت بسيار بالايي شروع به ايجاد خم هاي پيچان رودي كرده، در نتيجه آن سرعت مهاجرت طولي پيچان رودها نسبت به آزمايش هاي شاهد افزايش و سرعت توسعه عرضي كاهش نشان داده است. افزايش سرعت مهاجرت طولي پيچان رودها تا 32 درصد و كاهش سرعت توسعه عرضي تا 36 درصد از مقايسه نتايج حاصل از آزمايش ها در حضور رخداد تغيير ناگهاني شيب و عدم حضور آن به دست آمده است.

The geomorphological changes of the bed and bank of rivers can affect the migration and expansion rate of the meandering rivers. A knickpoint in the bed slope is one of the most common geomorphologic changes in the river. Measuring the migration and expansion rate of meandering rivers, in addition to taking the necessary actions in order to protect the structures located along and over the river are considered as engineering measures in the field of river engineering. In this regard, to study and measure the rate of migration and expansion of meandering rivers with knickpoint in the flow at downstream, experiments were carried out in a laboratory flume with an erodible bed. The channel was carved on the sedimentary bed, and was studied and evaluated the migration and the expansion rate in to two experimental groups in the presence and absence of the knickpoint (control tests) for three different widths of the channel (different wavelengths of the initial bend), three discharges, and three different bed slopes. Results showed that the flow began to create meandering bends at a very high rate in order to modify the knickpoint at downstream, and as a result, the migration rate of meander has increased compared to the control experiments and decreased the expansion rate. An increase in the rate of migration up to 32% and the decrease in the rate of expansion up to 36% are achieved by comparing the results of experiments with presence of the knickpoint at downstream and its absence.