مطالعۀ آزمایشگاهی پروفیل‌های سرعت و غلظت جریان غلیظ در قوس رودخانه

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

• مرضیه محمدی قناتغستانی ¹
• مهدی قمشی ²

¹ سازه‌های آبی، دانشکدۀ مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران ، اهواز.

² دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز.

10.22067/civil.v33i2.76675

چکیده

هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی رفتار جریان غلیظ در خم با بستر فرسایشی است. برای انجام آزمایش‌های جریان نمکی، فلومی با طول کلّی 5/8 متر، عمق 70، عرض 20 سانتی‌متر و شیب کف 001/0 به همراه سه قوس متوالی به شعاع انحنای 40، 80 و 120 سانتی‌متر، ساخته شد. نتایج نشان داد در پروفیل­های سرعت بدنه جریان نرخ افزایش سرعت به ازای افزایش غلظت، به تغییرات فرم بستر وابسته است. درنتیجه باعث کاهش سرعت بدنه جریان تا حدود 19 درصد خواهند شد. سرعت پیشانی افزایش یافته است و تا جایی این افزایش سرعت ادامه یافته است که تنش برشی ذرات بستر قادر به تشکیل فرم بستر باشد. بدین­ترتیب، با کاهش تنش برشی بستر و حذف فرم­های بستر، نرخ افزایش سرعت پیشانی، کاهشی در حدود 6 درصد داشته است.

کلیدواژه‌ها

• بستر فرسایشی
• جریان چگال
• جریان ثانویه
• خم
• پروفیل غلظت
• پروفیل سرعت

---

عنوان مقاله [English]

Investigation of Velocity and Concentration Profiles of Turbidity Flow in River Bends

نویسندگان [English]

• Marzieh Mohammadi Ghanatghestani ¹
• Mehdi Ghomeshi ²

¹ Hydraulic Structure, Shahid Chamran Ahvaz University.

² Hydraulic Structure, Shahid Chamran Ahvaz University

چکیده [English]

The purpose of this study was to investigate the behavior of high flow in bending with Erodible Bed, This paper presents a series of experiments in which saline gravity currents flowed through a sinuous channel model. This flume contains three successive bends with three different relative curvature radiuses:40, 80 and cm,8.5 m length, 20cm width and 70cm height. The results show, in condition of a constant discharge, increasing the concentration of the inlet current, the flow velocity of the body flow increases on a mobile bed. The rate of increase in velocity depends on changes in the form of the bed the flow rate of the body will be reduced to about 19%. The velocity of the forehead has increased in the conditions of the mobile bed by forming the form of the bed. So decrease shear stress and omit the bed form cause increasing the velocity of the forehead decrease about 6%.

کلیدواژه‌ها [English]

• Erodible Bed
• Density Flow
• Secondary Flow
• Bend
• Concentration Profile
• Velocity Profile

مراجع

1. Kassem, A., and Imran, J. "Three-dimensional modeling of density current. II: Flow in sinuous confined and unconfined channels", Journal of  Hydraulic Research, Vol. 42, No. 6, pp. 591– 602, (2004).
2. Parker, G., Gary, M., and Toniolo, H. "Note on the Analysis of Plunging of Density Flows", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 133, No. 6, pp. 690, (2007).
3. Abad, J. D., Sequeiros, O. E., Spinewine, B., Pirmez, C., García, M. H, and Parker, G., "Secondary current of saline underflow in a highly meandering channel: Experiments and theory", Journal of Sedimentology Research, Vol. 81, pp. 787–813, (2011).
4. Islam, M. A. and Imran, J. "Experimental modeling of gravity underflow in a sinuous submerged channel", Journal of Geophysics Research, Vol. 113, pp.C07041, (2008).
5. Keevil, G. M., Peakall, J., Best, J. L. and Amos, K. J. "Flow structure in sinuous submarine channels: Velocity and turbulence structure of an experimental submarine channel", Journal of Marine Geology, Vol. 229, No. (3–4), pp. 241–257, (2006).
6. Firoozabadi, B., Afshin, H. and Aram, E. "Three-Dimensional Modeling of Density Current in a Straight Channel , Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 135, No. 5, (2009).

7.     کشتکار، شیوا، ایوب زاده، علی، فیروزآبادی، (1389). "بررسی پروفیل سرعت و غلظت جریان گل‌آلود با استفاده از مدل فیزیکی. پژوهش­های آبخیزداری"، (87): 36-43.

8.    Sequeiros, O. E., Spinewine, B., Beaubouef, R.T., Sun, T., García, M. H. and Parker, G. "Characteristics of Velocity and Excess Density Profiles of Saline Underflows and Turbidity Currents Flowing over a Mobile Bed", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 136, No. 7, pp. 412-433, (2010a).

9.     شریفی­نژاد، اعظم، " بررسی آزمایشگاهی مشخصه­های هیدرولیکی جریان غلیظ در شرایط بستر متحرک"، پایان نامه دکتری، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، (1396)

10.   کاهه، مهدی، " بررسی آزمایشگاهی دینامیک جریان غلیظ بر روی سطح زبر"، رساله دکتری، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، (1394).

11.   ورجاوند، پیمان، "بررسی آزمایشگاهی جریان غلیظ بر روی بسترهای زبر"، رساله دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، (1392).

12.   امید، محمدحسین و حبیب زاده، علیرضا،" فرایندهای رودخانه­ای"، انتشارات دانشگاه تهران، تهران، 272صفحه، (1388).

13. Oehy, C. "Effects of obstacles and jets on reservoir sedimentation due to turbidity currents", PhD thesis, Fac. ENAC, Ecole Polytech. Fed. de Lausanne, Lausanne, France, (2003).

14.  Corney, R.K.T., Peakall, J., Parsons,  D.R., Elliott,  L., Amos,  K.J., Best, J.L., Keevil, G.M.  and Ingham,  D.B. "The orientation of helical flow in curved channels", Journal of Sedimentology, No. 53, pp.  249–257, )2006(.

15. Sequeiros, O. E.,  Spinewine,  B.,  Beaubouef,  R.T., Sun, T., García, M.H. and Parker, G. "Bed load transport and bed resistance associated with density and turbidity currents", Journal  of Sedimentology, No. 57, pp.1463–1490, ( 2010b).

16. Xu, J.P. "Normalized velocity profiles of field-measured turbidity currents", Journal of Geology, Vol. 38, No.  6, pp. 563-566, (2010).

17. Turner, J. S. Buoyancy effects in fluids. Cambridge University Press, Cambridge, England, (1973).

18. Parker G, Garcia M, Fukushima Y and Yu W, "Experiments on turbidity currents over an erodible bed", Journal of Hydraulic Research, Vol.  25, No. 1, pp. 123-147, (1987).

19.  Sequeiros, O. E., Spinewine, B., Beaubouef, R., Sun. T., García. M., and Parker, G., "Characteristics of Velocity and Excess Density Profiles of Saline Underflows and Turbidity Currents Flowing over a Mobile Bed", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 136, No.7, pp. 412-433, (2010).