اثر پوشش گیاهی ناهمگون در نوار کناری سیلابدشت بر ساختار جریان و تلاطم در آبراهه روباز مرکب

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

4 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.

doi
چکیده

پوشش گیاهی سیلابدشت می‌تواند خصوصیات جریان رودخانه را با اعمال یک نیروی کشانه اضافی تغییر دهد. در این پژوهش، ساختار جریان و خصوصیات تلاطم تحت اثر پوشش گیاهی دولایه ناهمگون در نوار کناری سیلابدشت‌های یک کانال مرکب مطالعه شد. در مطالعه این پدیده، از یک مدل عددی سه‌بعدی برای حل معادلات ناویر استوکس و ردیابی سطح آزاد استفاده شد. برای اطمینان از عملکرد مدل، نتایج عددی با استفاده از داده‌های مطالعات آزمایشگاهی پیشین اعتبارسنجی شد. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که این مدل دقت بالایی در بازتولید خصوصیات دینامیکی جریان دارد. در گام بعدی، مدل در پیش‌بینی تغییرات سطح آزاد و میدان سرعت جریان ماندگار در ناحیه دارای پوشش گیاهی سیلابدشت مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که شکل‌گیری گرادیان سرعت در فصل مشترک بین کانال اصلی و سیلابدشت، منجر به توسعه جریان‌های ثانویه و انتقال جرم و مومنتوم در این ناحیه می‌شود. همچنین، انرژی جنبشی تلاطم و اتلاف انرژی جریان عبوری از ناحیه دارای پوشش گیاهی در سیلابدشت نسبتا زیاد است، بنابراین نتیجه‌گیری شد که پوشش گیاهی ناهمگون می‌تواند موجب افزایش تلاطم و اتلاف انرژی جنبشی جریان شود. مقادیر بیشینه پارامترهای انرژی جنبشی تلاطم و شدت تلاطم در فصل مشترک سیلابدشت و کانال اصلی رخ داد. بنابراین، تلاطم قابل ملاحظه در فصل مشترک سیلابدشت و کانال اصلی می‌تواند انتقال جرم و مومونتوم را در این ناحیه تقویت کند.