مقايسه اثر الگوي جريان ورودي و شيب آبراهه بر انتقال رسوب بستر در شرايط آزمايشگاهي

Comparison of the Effects of Flow Pattern and Bed Slope on Sediment Transport in Laboratory Conditions

سيلاب هاي سريع در مناطق خشك و نيمه خشك به دليل رگبار سريع وقوع مي‌يابند و داراي زمان پايه كوتاه و نقطه اوج بالا مي‌باشند. بررسي رفتار بار بستر منتقل شده تحت تاثير چنين سيلاب هايي به پايين دست كه بر ويژگي هاي رودخانه تاثيرگذار است از اهميت ويژه اي برخوردار مي باشد. در اين تحقيق، به ارزيابي آزمايشگاهي اثر سيلاب ناگهاني بر ميزان بار بستر انتقالي به پايين دست از طريق مدل پرداخته شده است. جريان‌هاي ورودي از نوع مثلثي و به دو صورت متقارن و نامتقارن در نظر گرفته شد. زمان پايه آب‌نمود ها ثابت و برابر با 90 ثانيه و دبي اوج آن ها از 58/6 تا 18/16 ليتر در ثانيه در نظر گرفته شد. ذرات رسوبي مورد استفاده به‌عنوان بار بستر، رسوبات يك‌نواخت با قطر متوسط 5/2 ميلي متر بود كه در سه شيب كانال 005/0، 01/0 و 02/0 مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج نشان داد بين مقدار اوج آب‌نمود جريان و مقدار بيشينه رسوب‌نمود، تاخير زماني معادل با 5 تا 11 درصد زمان پايه آب‌نمود وجود دارد. هم‌چنين شيب كانال و دبي اوج آب‌نمود جريان ورودي، تاثير قابل توجه اي در ميزان انتقال رسوب به پايين دست و فرسايش بالادست داشته چنان‌كه با دو برابر شدن شيب كف (از 005/0 به 01/0)، ميزان بار رسوبي 5/1 برابر و با چهار برابر شدن شيب كف كانال (از 005/0 به 02/0)، حدودا 5 برابر گرديد. هم‌چنين بار رسوبي انتقال يافته تحت تاثير آب‌نمود هاي مثلثي متقارن بيش‌تر از آب‌نمود هاي مثلثي نامتقارن بود.

Flash flood is due to rapid precipitation in arid and semi-arid areas. This flood is example of unsteady flow which has hydrograph with little time duration and high discharge. Investigation behavior of these floods is very important on sediment transport and characteristics streams. In this research evaluated the effect of flash floods on bed load transported to downstream. The input hydrographs are symmetric and Asymmetric triangles. Time duration of hydrograph was selected 90 second and constant and the maximum discharge were changed 6.58 to 16.18 l/s. The median size of particles is 2.5 mm; three bed slopes 0.005, 0.01 and 0.02 were select in these experiments. The results show that a temporal lag was found between the flow hydrographs peak and the sediment hydrograph peak. The temporal lag was found to be about equal to 5 - 11% of flow hydrograph duration. Also bed slope and maximum discharge of hydrograph are effect on upstream erosion and transportation of sediment to downstream. Since increases the bed slope from 0.005 to 0.01 increased 50% bed load transported and with two times the slope it show increase 400% in bed load transported. Bed load transported to downstream with symmetric triangle hydrographs more than symmetric triangle hydrograph.