«يادداشت تحقيقاتي» آستانه حركت ذره‌هاي رسوبي در كانال با جداره صلب با مقطع U-شكل

» Research Note « Incipient Motion of Sediment in a U-shape Rigid Boundary Channel

-انتقال رسوب یكی از موضوع­های مهم در طراحی هیدرولیكی كانال­ها با جداره صلب می­باشد. سیستم كانال­های زهكشی آب­های سطحی در شهرها، كانال­های آبیاری و سایر كانال­های انتقال و توزیع آب، نوعی از كانال­ها با جداره صلب می­باشند. شكل سطح مقطع كانال، یكی از عوامل تأثیرگذار در انتقال رسوب در كانال­ها با جداره صلب می­باشد. در این مطالعه آزمایشگاهی، آستانه حركت ذره­های رسوب در یك كانال U-شكل با جداره صلب بررسی شده است. داده­های آزمایشگاهی با استفاده از روش­های تنش برشی بحرانی و سرعت بحرانی تحلیل شده و روابطی برای محاسبه تنش برشی و سرعت مورد نیاز برای آستانه حركت ذره­های رسوبی در كانال U-شكل با جداره صلب ارائه شده است. روابط ارائه شده با روابط متناظر برای كانال­ها با جداره متحرك و صلب موجود در پیشینه موضوع مقایسه شده است. بر اساس نتایج به­دست آمده، ذره­های رسوب در كانال­ها با جداره صلب نیاز به تنش برشی بحرانی و سرعت بحرانی كمتری در مقایسه با كانال­ها با جداره متحرك دارند. مقایسه روابط آستانه حركت بر اساس روش سرعت بحرانی در كانال­ها با جداره صلب نشان می­دهد كه ذره­های رسوب در كانال U-شكل نیاز به سرعت بحرانی بیشتری در مقایسه با كانال­های دایره­ای، مستطیلی و مستطیلی با كف V-شكل دارند. ­

Sediment transport is one of the essential aspects in hydraulic design of rigid boundary channels. Urban drainage systems, irrigation canals and other water transport systems are examples of rigid boundary channels. Channel cross-section shape is one of the effective parameters in sediment transport in rigid boundary channels. In this experimental study, incipient motion of sediment in a U-shape rigid boundary channel is investigated. Experimental data are analyzed based on critical shear stress and critical velocity approaches and new relationships for computing required shear stress and velocity for initiation of sediment motion are presented. The developed relationships are compared with corresponding models available in the literature for loose and rigid boundary channels. It is found that in rigid boundary channels, sediment particles require lower incipient shear stress and velocity in comparison with loose boundary channels. Comparison of incipient motion relationships based on critical velocity approach in rigid boundary channels indicates that among U-shape, circular, rectangular and rectangular with V-bottom cross-section channels, higher incipient motion velocity is required for U-shape channel.