كاربرد روش دونقطه براي تخمين پارامتر هاي هيدروديناميك جريان در رودخانه هاي كوهستاني با بستر قلوه سنگي

The Application of Two-point Method for Estimation of Flow Hydrodynamic Parameters in Mountainous Cobble-Bed Rivers

مطالعه رودخانه هاي نواحي كوهستاني اخيراً مورد توجه محققين علم هيدروليك قرار گرفته است (1 و 21). برآورد مقاومت جريان از كليدي ترين پارامترهاي طراحي و كاربرد مدل هاي هيدروليكي است ولي اندازه گيري سرعت جريان و محاسبه سرعت برشي به منظور تخمين مقاومت جريان بسيار دشوار و زمان بر مي باشد. به همين دليل در اين مطالعه از يك روش ساده براي برآورد سرعت برشي استفاده شد و بر اساس آن مقاومت جريان در يك رودخانه كوهستاني محاسبه گرديد. در اين راستا 10 مقطع عرضي با بستر قلوه سنگي رودخانه بهشت آباد كه در نواحي كوهستاني مركزي ايران واقع شده است مورد مطالعه قرار گرفت. توزيع نيمرخ سرعت در بستر قلوه سنگي و همچنين دقت روش دو نقطه در برآورد سرعت متوسط و سرعت برشي بررسي و مقادير تابع مقاومت جريان با استفاده از اين دو پارامتر محاسبه گرديد. به منظور مقايسه نتايج حاصل از روش دو نقطه، مقادير سرعت متوسط با استفاده از تمام نقاط نيمرخ سرعت و نيز مقادير سرعت برشي با كاربرد روش سهمي و مشخصات لايه مرزي محاسبه شدند و بر اساس اين مقادير، تابع مقاومت جريان براي هر نيمرخ سرعت محاسبه گرديد. نتايج اين تحقيق نشان مي دهد كه نيمرخ هاي سرعت برداشت شده از توزيع S شكل و توزيع لگاريتمي پيروي مي كنند. همچنين دقت مقادير سرعت متوسط و سرعت برشي محاسبه شده با روش دو نقطه اي و تابع مقاومت جريان حاصل از آنها به ترتيب 6/94، 6/85 و 84 درصد مي باشد. بر اين اساس مقادير سرعت متوسط و سرعت برشي حاصل از اين روش مي تواند با دقت مناسبي مورد استفاده قرار گرفته و در ساير مناطق كوهستاني كشور به كار رود.

The study of mountainous rivers is recently considered by hydraulic researchers. Ten cross sections of a cobble-bed river, Behesht Abad, located in the central Iran were applied in this study. The distribution of velocity profile in cobble-bed and accuracy of two-point method to estimate the parameters of mean velocity and shear velocity were investigated and then the values of flow resistance were evaluated. Shear velocity was calculated by two-point method, and velocity profile and the results were compared by the parabolic and the boundary layer characteristics methods to predict flow resistance function. Results reveal that velocity profiles present S-shape and logarithm distributions. Also the values of mean velocity, shear velocity and flow resistance function calculated by two-point method can be presented with 94.6, 85.6 and 84 per cent accuracy, respectively. The results of this study can be extended to apply and to predict flow resistance for other mountainous rivers in Iran.