بررسي آزمايشگاهي تاثير رسوبات درشت دانه بستر بر تنش برشي بحراني ته نشيني رسوبات معلق

Experimental Investigation of The Effect of Bed’s Coarse Grain Sediments on the Critical Shear Stress for Deposition of Suspended Sediments

دراين تحقيق به بررسي تنش برشي بحراني ته نشيني رسوبات درحضور رسوبات بستر پرداخته شدهاست. به همين منظورآزمايش هاي ته نشيني بااستفاده ازيك فلوم دايره اي ودرسه تنش برشي جريان، شش حالت ازبستر (بسترصاف و پنج دانه بندي رسوبات درشت دانه) و با غلظت هاي اوليه 5، 10 و 20 گرم بر ليتر انجام شد. نتايج نشان دادبه ازاي غلظت اوليه يكسان و سرعت برابر چرخش فلوم، ته-نشيني رسوبات معلق در بستر حاوي رسوبات نسبت به حالت بستر صاف بيشتراست. اين درحالي است كه براي سرعت هاي مشخص چرخش فلوم، رسوبات درشت دانه بستر موجب افزايش تنش برشي متوسط جريان مي شوند. همچنين مشخص شدرسوبات بستر به طوركلي موجب افزايش تنش برشي ته نشيني كامل نسبت به بستر صاف مي شوند. بر اين اساس مي توان اظهار داشت كه در بستر با رسوبات درشت دانه، درجريان با آشفتگي بيشتر، همچنان شرايط ته نشيني كامل براي رسوبات معلق فراهم است. نتايج اين تحقيق براي مقادير تنش برشي آستانه ته نشيني نشان داد دربستر صاف به ازاي تنش هاي برشي كمتر از1/28 نيوتن برمترمربع رسوبات در آستانه ته نشيني قرار مي گيرند، امابراي بستر هاي حاوي رسوب درشت دانه مشاهده شد كه در هر تنش برشي جريان رسوبات معلق ته نشين و در ميان رسوبات بستر تله-اندازي مي شوند. براين اساس مي توان بيان داشت كه به دليل پديده تله اندازي رسوبات معلق، در بستر هاي حاوي رسوبات درشت دانه نمي توان تنش برشي آستانه فرسايش براي رسوبات معلق در نظر گرفت.

In this research, the deposition process of suspended sediment in presence of bed sediment has been investigated. The experiments were carried out in the circular flume for three values of shear stress, six types of beds (one smooth bed and five coarse-grained sediments) with initial concentrations of 5, 10 and 20 g/l. The results showed that, for the same initial concentration and same rotation velocity of flume, the deposition of suspended sediments in the bed containing sediments is higher than the smooth bed. However, for specific flume rotation velocity, the bed coarse-grained increased the average of flow shear stresses. Also, the results showed that the bed sediments generally increased the critical shear stress for all deposition relative to the smooth bed. It can be explained that in the bed with coarse grain sediments, in the flow with bigger turbulence, full deposition conditions for suspended sediments still exist. The results of this study showed that for threshold critical shear stress in a smooth bed, for shear stress of less than 1.28 N/m2, sediments are in the state of the deposition threshold, but for bed containing coarse grain sediment was observed in which the suspended sediments was deposited in each flow shear stress and trapped among bed sediments. Also, it can be stated that due to the phenomenon of trapping suspended sediments in the bed containing coarse grain sediments, cannot be considered threshold critical shear stress for deposition of suspended sediments.