بررسي آزمايشگاهي تاثير آرايش پوشش گياهي بر سرعت برشي جريان

Experimental Investigation on the Effect of River Bank Tree Planting Array, on Shear Velocity

در اين مقاله تاثير هيدروليكي تنه‌ درختان كناره‌ رودخانه بر تغييرات سرعت برشي جريان به‌صورت آزمايشگاهي بررسي شده است. بدين منظور در يك طرف كانالي به‌طول تقريبي سي متر و شيب طولي 0.01 ، شيب جانبي 3:1 در طول پنج متر ايجاد شد و ميله‌هايي به قطر 6.5 ميلي‌متر با دو نوع آرايش شطرنجي و ضرب‌دري و هر آرايش با سه تراكم، در كناره نصب شد. عمق و سرعت جريان در كانال اصلي و در بين ميله‌ها اندازه‌گيري شده، از ميانگين مقادير به‌دست آمده در تجزيه و تحليل نتايج استفاده شد. در كل، آزمايش‌ها در 19 گروه و هر گروه با پنج دبي انجام شد كه يكي از گروه‌ها بدون نصب ميله در كناره براي مقايسه نتايج بود. با توجه به منحني‌هاي رسم شده، ارتباط پوشش گياهي و آرايش ميله‌ها با ضريب زبري حاصل و تجزيه و تحليل شد. بر اين اساس روابط بين پارامترهاي رينولدز برشي Re و نسبت سرعت متوسط جريان به سرعت برشي U/U بيان‌گر آن است كه پوشش گياهي موجب افزايش زبري كانال شده، با افزايش تراكم مقدار U/U افزايش ‌مي‌يابد. در كليه‌ حالات با افزايش عدد رينولدز برشي، مقدار عددي نسبت U/U نيز افزايش مي‌يابد. همچنين مقدار ضريب زبري با اختلاف كمي، به‌ترتيب در حالات بدون پوشش گياهي، آرايش شطرنجي و آرايش ضرب‌دري افزايش مي‌يابد.

In this paper the effect of tree planting in a river bank on the shear velocity of flow was studied in a laboratory environment. At first a physical model was established in a 1.5m wide, 30m long experimental flume with a longitudinal slope of 0.01. Then a number of bars with 6.5mm in diameter, stimulated as trees, were located on the bank surface with a slope of 1:3 in two different orientations (square and triangular forms), three different heights (5, 6.5 and 8cm), and three different intensities (6*6/6*3, 8*8/8*4, 10*10/10*5). After that, the flow hydraulic parameters (such as discharge, water level and velocity) and their variation versus the change in experimentally planted trees were measured and analyzed. At least 19 series of laboratory tests with 5 different discharges were implemented. The results showed that, there is a relationship between planted tree and shear velocity. Also relationship between shear Reynolds (Re) and the average velocity to shear velocity ratio (U/U) showed that vegetation could increase the roughness coefficient also by increasing the tree density, the ratio of U/U and the roughness are increased. The roughness coefficient in all cases of not using vegetation, tree planted in square form and tree planted in triangular form, was increased respectively.