مطالعه عددي خصوصيات جريان در آبراهه روباز مركب با پوشش گياهي لايه‌اي ناهمگون در سيلابدشت

پوشش گياهي نقش اساسي در تغيير خصوصيات جريان آبراهه‌هاي طبيعي مانند رودخانه‌ها دارد. مدلسازي كارآمد هيدروليك جريان در آبراهه مركب با سيلابدشت‌هاي داراي پوشش گياهي براي درك و تعيين فرآيندهاي طبيعي جريان ضروري است. آبراهه‌هاي طبيعي و يا انسان‌ساخت اغلب داراي پوشش گياهي گوناگون با تراكم و ارتفاع‌هاي متفاوت هستند. هدف اصلي اين پژوهش بررسي تاثير پوشش گياهي لايه‌اي بر خصوصيات جريان در آبراهه‌ مركب با استفاده از مدل FLOW 3D مي‌باشد. نتايج مدل عددي با نتايج نظير از مدل فيزيكي تحقيق  Takuya et al., (2014)واسنجي و تاييد شده است. آزمايش‌ها در سال 2014 در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه ملي فناوري آكاشي در ژاپن، و در يك كانال ذوزنقه‌اي مستقيم به طول 4.8 متر و عرض 0.8 متر انجام يافت. خطاي برآورد مدل براي سرعت متوسط عمقي بترتيب در مرحله واسنجي در دامنه 4 تا 6 درصد بود، كه در مرحله تائيد مدل به حدود 1.5 درصد كاهش يافت. متوسط خطاي برآورد عمق آب نيز در حدود 3 درصد بوده است. در شبيه سازي الگوي جريان، تطابق خوبي بين نتايج مدل عددي با نتايج مدل فيزيكي وجود دارد. نتايج شبيه‌سازي مدل نشان داد كه براي شرايط سيلاب‌هاي بزرگتر كه پوشش گياهي در سيلابدشت مستغرق مي‌شود، پروفيل عمودي سرعت در سيلابدشت ‌بصورت S شكل است. در حالي‌كه در شرايط سيلاب‌هاي كوچكتر يا زماني كه پوشش گياهي كوتاه و بلند غيرمستغرق باشند، پروفيل سرعت عمودي داراي توزيع نسبتا يكنواخت يا لگاريتمي است. مقاومت ناشي از حضور پوشش گياهي در سيلابدشت‌ها سبب كاهش سرعت جريان در ناحيه سيلابدشت رودخانه، و همچنين افزايش ظرفيت انتقال بده جريان در آبراهه اصلي مي‌گردد.