توسعه روابط مقاومت جريان در رودخانه هاي كوهستاني بر اساس مطالعه آزمايشگاهي

Develop of Flow Resistance Equations in Mountain Rivers Based On Experimental Study

هدف اين تحقيق ارائه و توسعه روابطي براي محاسبه ضرايب مقاومت جريان در آبراهه ­هاي با بستر سنگريزه­ اي مي‌باشد. بدين منظور، آزمايش­ هايي در يك فلوم با قابليت شيب ­پذيري، با طول 8 متر و عرض 0/25 متر انجام گرفت. چهار شيب مختلف بستر (4، 6، 8 و 10 در هزار)، دو نوع ذرات سنگريزه ­اي به شكل تيز گوشه و طبيعي، سه نوع اندازه متوسط ذرات (65/3، 46/6 و 38 ميلي­متر) و چهار دبي جريان (0/01، 0/017، 0/024 و 0/031 متر مكعب در ثانيه) به عنوان متغيرهاي مورد استفاده تحقيق حاضر بودند. با استفاده از تعريف ­هاي جديد براي متغيرهاي بي­بعد در شكل معادله­ هاي بي­ بعد هندسه هيدروليك، روابط مقاومت جريان جديدي براي ذرات طبيعي و تيز گوشه توسعه داده شد. همچنين روابطي براي ضريب زبري مانينگ در هر دو نوع سنگريزه طبيعي و تيز گوشه ارائه شد. علاوه بر آن نتايج نشان داد كه معادله­ هاي توسعه يافته بر اساس پارامترهاي بي­بعد هندسه هيدروليك، بهترين روش براي ارتباط سرعت به دبي جريان در رودخانه­ هاي كوهستاني مي ­باشد.

The aim of this research is to develop relations to estimate the flow resistance coefficients in gravel-bed channels. In this regards, the experiments were carried out in a tilting flume with length of 8m and width of 0.25m. In this research, four different bed slopes (0.004, 0.006, 0.008 and 0.01), two gravel types (natural and crushed shapes), three mean diameter (d50) of gravels (65.3, 46.6 and 38 mm) and four discharges (0.01, 0.017, 0.024 and .031 m3/s) were used as a variables. New flow resistance equations were developed for natural and crushed gravels by using the new definitions for dimensionless variables in terms of non-dimensional hydraulic geometry equations. Also, new equations were presented to estimate Manning’s roughness coefficient for both shapes. In addition, the results showed that the developed equations based on non-dimensional hydraulic geometry relations are the best way to link the mean flow velocity to the flow discharge in mountain rivers.