تحلیل کانال‌های آبرفتی پایدار با استفاده از روش‌های تجربی و تحلیلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد سازه های هیدرولیکی

2 عضو هیئت علمی

3 کارشناسی ارشد سازه های هیدرولیکی

چکیده

بهبود پیش‌بینی ابعاد کانال و شکل محتمل بستر بطوریکه بتواند دبی مورد نظر و بار بستر مربوطه را بدون تغییر قابل ملاحظه شکل و ابعاد کانال در طول عمر طراحی آن انتقال دهد، همچنان یک دغدغه برای مهندسان هیدرولیک و ژئومرفولوژیست‌ها است. به دلیل پیچیدگی و دینامیکی بودن پدیده از معیارهای تجربی، نیمه‌تجربی و آماری که دقت مطلوبی ندارند برای طراحی و تعیین ابعاد کانال‌های پایدار رژیمی استفاده می‌شود. در این تحقیق به پیش‌بینی ابعاد پایدار کانال توسط مدل ریاضی GSTARS4.0 و روش‌های بیشینه شدن انتقال رسوب وایت و همکاران، برونلی و ون‌راین پرداخته و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی و روابط تجربی مقایسه شده است. مدل ریاضی GSTARS4.0 که بر اساس کمینه شدن قدرت جریان عمل می‌کند در تخمین پارامتر عرض و عمق با نسبت‌های به ترتیب 95/0 و 1 دقت بیشتری نسبت به سایر روش‌ها داشته است. در تخمین غلظت رسوب، مقادیر حاصل از روش برونلی نسبت به دیگر روش‌های مذکور مطابقت بیشتری با مقادیر آزمایشگاهی داشته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Analysis of Alluvial Channels Stability based on Empirical and Analytical Methods

نویسندگان [English]

  • Reza Mir 1
  • Gholam Reza Azizyan 2
  • Reza Bozorgmehr 3

1 M.Sc. Student, Dept. of Civil Engineering

چکیده [English]

It is still a concern of both hydraulic engineers and geomorphologists to improve prediction of the channel geometry and probable bedform so that it could convey the discharge and its accompanying sediment load channel without significant changes on geometry and planform during their design life. Due to the complexity and dynamic nature of the alluvial system, empirical, semi-empirical and statistical models with their inherent limitation in application were developed for designing regime channel and predicting channel dimensions and slope. In this research, mathematical model of GSTARS4.0 was used to predict the stable channel geometry, employing maximization sediment transport hypothesis of White et al, Brownlie and Van rijn. The outcome results of model were compared with the experimental data and those were calculated from empirical equations. It was generally found that the minimum stream power hypothesis used in GSTARS4.0 model predicted the regime channel geometry more accurate than other methods for width and depth ratios of 0.95 and 1. The sediment concentration obtained from Brownlie equation shows a better compatibility with the available experimental data to compare with other methods mentioned.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Regime channels
  • Extremal hypothesis
  • Empirical equations
  • Sediment concentration