تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,099,084 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,206,662 |
بررسی مدل مقاومت جریان سه پارامتری در رودخانههای درشتدانه (مطالعه موردی: رودخانۀ دریوک) | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 52، شماره 5 - شماره پیاپی 65، مرداد 1400، صفحه 1423-1435 اصل مقاله (2.36 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2021.318889.668896 | ||
نویسندگان | ||
مسعود نادری* ؛ حسین افضلی مهر؛ سینا سهرابی | ||
گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
رایجترین رویکرد اتخاذشده برای مقاومت جریان در هیدرولیک کانالهای باز معادلۀ مانینگ میباشد. ازآنجاکه ضریب زبری مانینگ عمق آب و سرعت جریان را ثابت در نظر میگیرد و شرایط جریان در رودخانهها غیریکنواخت است؛ ضروری است این معادله با در نظر گرفتن مشخصات هندسی و هیدرولیکی رودخانهها تعدیل گردد. بر این اساس در این مقاله یک مدل مقاومت جریان سه پارامتری که شکل کلیتری از معادلۀ مانینگ است، ارائه میشود. پارامترهای این مدل با استفاده از اندازهگیریهای 8 مقطع از رودخانۀ درشتدانۀ دریوک در استان مازندران که دارای پوشش گیاهی در سواحل خود میباشد، واسنجی شدند. با کاربرد سه روش مشخصات لایهمرزی، قانون سهمی و دونقطهای و روش ضمنی دارسی-ویسباخ، سرعت برشی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که روش ضمنی دارسی-ویسباخ از دقت بالایی در برآورد مقاومت جریان برخوردار است. همچنین صحت نتایج از طریق مقایسۀ دبی محاسبهشده بهوسیلۀ مدل با مقدار دبی اندازهگیریشده تائید شد. نتایج نشان داد که مدل سه پارامتری در 75 درصد مقاطع برآورد بهتری نسبت به معادلۀ مانینگ دارد. همچنین میانگین درصد خطای مدل ارائهشده 24 درصد بود درحالیکه این مقدار برای معادلۀ مانینگ 32 درصد محاسبه شد. | ||
کلیدواژهها | ||
رودخانۀ دریوک؛ رابطۀ دارسی-ویسباخ؛ مشخصات لایهمرزی؛ مدل مقاومت جریان | ||
مراجع | ||
Afzalimehr , H. and Ramazani R., (2019). Validation of Double- Averaged Velocity Method for Decelerating Flow in Coarse-bed Rivers. Iranian Journal of Hydraulics. 14(2): 47-67. Afzalimehr , H., Barahimi, M. Sui j. (2019). Non-uniform flow over cobble bed with submerged vegetation strip. Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Water Management 172(2): 86–101. Afzalimehr H., Rennie, C.D. (2009) Determination of bed shear stress using boundary layer parameters in a gravel-bed river. Hydrological Sciences Journal, 54(1): 147-159. Afzalimehr, H. (2010). "Effect of non‐uniformity of flow on velocity and turbulence intensities over a cobble‐bed." Hydrological Processes: An International Journal, 24(3), 331-341. Afzalimehr, H., Abdolhosseini, M., & Singh, V. P. (2010a). Hydraulic geometry relations for stable channel design. Journal of Hydrologic Engineering, 15(10), 859-864. Afzalimehr, H., and Anctil, F. (1999). "Velocity distribution and shear velocity behaviour of decelerating flows over a gravel bed." Canadian Journal of Civil Engineering, 26(4), 468-475. Afzalimehr, H., and Anctil, F. (2000). "Accelerating shear velocity in gravel-bed channels." Hydrological sciences journal, 45(1), 113-124. Afzalimehr, H., and Dey S. (2009). "Influence of bank vegetation and gravel bed on velocity and Reynolds stress distributions." International Journal of Sediment Research, 24(2), 236-246. Afzalimehr, H., and Singh, V. P. (2009). "Influence of meandering on the estimation of velocity and shear velocity in cobble-bed channels." Journal of Hydrologic Engineering, 14(10), 1126-1135. Afzalimehr, H., and Subhasish, D. (2009). "Influence of bank vegetation and gravel bed on velocity and Reynolds stress distributions." International Journal of Sediment Research, 24(2), 236-246. Afzalimehr, H., Fazel Najfabadi, E., and Singh, V. P. (2010b). "Effect of vegetation on banks on distributions of velocity and Reynolds stress under accelerating flow." Journal of Hydrologic Engineering, 15(9), 708-713. Afzalimehr, H., Levesque, B., Molls, T., Zhao, G., and Molls, F. (1999). "Friction Slope in Depth-Averaged Flow." Journal of Hydraulic Engineering, 125(5), 549-549. Afzalimehr, H., Moradian, M., Gallichand, J., and Sui, J. (2016). "Effect of adverse pressure gradient and different vegetated banks on flow." River Research and Applications, 32(5), 1059-1070. Ahmed, F., and Rajaratnam, N. (1998). "Flow around bridge piers." Journal of Hydraulic Engineering, 124(3), 288-300. Babaeyan-Koopaei, K., Ervine, D., Carling, P., and Cao, Z. (2002). "Velocity and turbulence measurements for two overbank flow events in River Severn." Journal of Hydraulic Engineering, 128(10), 891-900. Bagheri, S., Afzalimehr, H., and Fazel Najaf Abadi, E. (2013). "The Application of Two-point Method for Estimation of Flow Hydrodynamic Parameters in Mountainous Cobble-Bed Rivers." Water and Soil, 27(2), 363-372.(In Farsi). Bathurst, J. (1988). Velocity profile in high-gradient, boulder-bed channels.Proc. Intl Conf. on Fluvial Hydraulics, IAHR, May, Budapest, Hungary, pp. 29-34. Bellos, V., Nalbantis, I., and Tsakiris, G. (2018). "Friction modeling of flood flow simulations." Journal of Hydraulic Engineering, 144(12), 04018073. Carollo, F. G., Ferro, V., and Termini, D. (2002). "Flow velocity measurements in vegetated channels." Journal of Hydraulic Engineering, 128(7), 664-673. D’Ippolito, A., Lauria, A., Alfonsi, G., and Calomino, F. (2019). “Investigation of flow resistance exerted by rigid emergent vegetation in open channel.” Acta Geophysica, 67(3), 971-986. Emadzadeh A Chiew Y. M. and AfzalimehrH (2010) Effect of accelerating flow on incipient motion in a gravel-bed stream. Journal of Advances in Water Resources 33, 1094-1104. Fazlollahi, A. Afzalimehr, H. (2014). Validation of Spatially Averaging Method for using the Law of the Wall over a pool. Iranian Journal of Hydraulic, Vol. 8, No. 2, pp. 19-28. Ferguson, R. (2010). "Time to abandon the Manning equation?" Earth Surface Processes and Landforms, 35(15), 1873-1876. Hammond, F., Heathershaw, A., and Langhorne, D. (1984). "A comparison between Shields' threshold criterion and the movement of loosely packed gravel in a tidal channel." Sedimentology, 31(1), 51-62. Hinze, J. (1975). "Turbulence 2’nd edition." MacGraw Hill, New-York. Jarrett, R. D. (1990). "HYDROLOGIC AND HYDRAULIC RESEARCH IN MOUNTAIN RWERS 1." JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 26(3), 419-429. Julien, P. Y., and Wargadalam, J. (1995). “Alluvial channel geometry: Theory and applications.” J. Hydraul. Eng., 121_4_, 312–325. Julien, P.Y., 2010. Erosion and Sedimentation. 2nd edition. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 371 p. Lane, S., Hardy, R., Ferguson, R., and Parsons, D. (2005). "A framework for model verification and validation of CFD schemes in natural open channel flows." Computational Fluid Dynamics: Applications in Environmental Hydraulics; Bates, PD, Lane, SN, Ferguson, RI, Eds. Lee, J. S., & Julien, P. Y. (2006). Downstream hydraulic geometry of alluvial channels. Journal of hydraulic engineering, 132(12), 1347-1352. Liu, X.-D., Tang, L.-C., Han, Y., Chen, J., and Yang, S.-Q. (2019). “Experimental study on flow resistance over rigid vegetated channel.” IEEE Access, 7, 93974-93985. López Alonso, R., Barragán Fernández, J., and Colomer, M. (2009). "Flow resistance equations for mountain rivers." Investigación agraria. Sistemas y recursos forestales, 2009, vol. 18, núm. 1, p. 81-91. López, F., and Garcia, M. H. (1996). "Turbulence Structure in Cobble-bed Open-channel Flow (HES 52)." López, R., and Barragán, J. (2008). "Equivalent roughness of gravel-bed rivers." Journal of Hydraulic Engineering, 134(6), 847-851. Özgen, I., Teuber, K., Simons, F., Liang, D., and Hinkelmann, R. (2015). "Upscaling the shallow water model with a novel roughness formulation." Environmental Earth Sciences, 74(11), 7371-7386. Rankin, K. L., and Hires, R. I. (2000). "Laboratory measurement of bottom shear stress on a movable bed." Journal of Geophysical Research: Oceans, 105(C7), 17011-17019. Setayesh P., and Afzalimehr, H (2021). Effect of reedy emergent side vegetation in gravel-bed streams on bed shear stress patch scale analysis. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering (in press). Shahmohammadi, R., Afzalimehr, H., and Sui, J. (2018). “Impacts of turbulent flow over a channel bed with a vegetation patch on the incipient motion of sediment.” Canadian Journal of Civil Engineering, 45(9), 803-816. Shamloo, H., Rajaratnam, N., and Katopodis, C. (2001). "Hydraulics of simple habitat structures." Journal of Hydraulic Research, 39(4), 351-366. Stone, M. C., and Hotchkiss, R. H. (2007). "Turbulence descriptions in two cobble-bed river reaches." Journal of hydraulic engineering, 133(12), 1367-1378. Sukhodolov, A. N., and Sukhodolova, T. A. (2012). "Vegetated mixing layer around a finite‐size patch of submerged plants: Part 2. Turbulence statistics and structures." Water Resources Research, 48(12). Thorne, C. R. (1990). "Effects of vegetation on riverbank erosion and stability." Vegetation and erosion. van Rijn, L. C. (1982). "Equivalent roughness of alluvial bed." Journal of the Hydraulics Division, 108(10), 1215-1218. Wolman, M. G. (1954). "A method of sampling coarse river‐bed material." EOS, Transactions American Geophysical Union, 35(6), 951-956. Wu, B., Molinas, A., & Julien, P. Y. (2004). Bed-material load computations for nonuniform sediments. Journal of Hydraulic Engineering, 130(10), 1002-1012. Yamasaki, T. N., Jiang, B., Janzen, J. G., & Nepf, H. M. (2021). Feedback between vegetation, flow, and deposition: a study of artificial vegetation patch development. Journal of Hydrology, 126232. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 366 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 335 |