اعتبارسنجی روش میانگین‌گیری دوگانه سرعت برای جریان کندشونده در رودخانه‌ های بستر درشت دانه

درک برهمکنش اشکال بستر و ویژگی‌های جریان در مجاری باز، کمک‌های شایانی در اجرای بهتر پروژه‌های زیست‌محیطی و مهندسی رودخانه از قبیل احیا و ساماندهی رودخانه‌ها، کنترل آلودگی آب و طراحی کانال پایدار خواهد کرد. در این تحقیق، روش میانگین‌گیری دوگانه برای برآورد سرعت جریان و سرعت برشی تحت جریان غیریکنواخت کندشونده در دو بازه از رودخانه‌های بستر درشت دانه هراز (مازندران) و رستم‌آباد (چهار محال بختیاری) مورداستفاده قرارگرفته است، برای اندازه‌گیری سرعت جریان در هر نقطه از نیمرخ سرعت از دستگاه adv با فرکانس 200 هرتز و مدت زمان 120 ثانیه استفاده شده است. رودخانه های هراز و رستم آباد ازلحاظ هیدرولیکی دارای بستر شن و قلوه‌سنگ با شناوری نسبی(نسبت عمق جریان به قطر میانه ذرات رسوب) به ترتیب 10.4و 4.4 هستند. با توجه به استفاده کم از روش میانگین‌گیری دوگانه در رودخانه‌های ایران، اعتبار این روش با استفاده از قانون لگاریتمی و روش مشخصات لایه‌مرزی در محاسبه سرعت برشی در امتداد بخش گودی شکل بستر موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جریان لایه مرزی به دو بخش لگاریتمی (ناحیه داخلی) و بخش خارجی قابل‌تقسیم است. در ناحیه داخلی جریان ( z / h> 0.3>0.02)، نیم‌رخ میانگین‌گیری دوگانه سرعت از قانون لگاریتمی پیروی کرده و در ناحیه خارجی بدون الگوی خاصی از آن منحرف می‌شود. نتایج این تحقیق می‌تواند به برآورد مناسب‌تر پارامترهای هیدرولیکی و در پی آن به کاهش هزینه‌های اقتصادی طرح‌های هیدرولیکی به‌ویژه در رودخانه‌ها کمک نماید.

Validation of the doubleaveraging velocity profile in decelerating flows over coarsebed rivers

A clear understanding of the interaction of bedform and flow characteristics in natural streams is essential for a variety of ecological and river engineering projects such as river rehabilitation, pollution control, and stable channel design. The present study deals with the logarithmic layer of doubleaveraged (in time and space) streamwise velocity profiles in nonuniform flows, decelerating flow, in coarsebed Rivers. The streamwise velocity profiles were obtained from field measurements conducted in the Haraz and Rostam Abad Rivers. Velocity measurements were collected at 200 Hz and 120 seconds by using ADV. Both riverbeds composed of coarse gravel and cobble, with relative submergences ( ) from 4.4 to 10.4. Due to the limit application of the doubleaveraging method in Iranian Rivers, the validity of this method was investigated by using the logarithmic law and the boundary layer characteristic method. From the observations, the flow may be divided into two different layers: the inner layer (logarithmic layer) and the outer layer. In the inner layer ( ) the doubleaveraged velocity profiles confirmed the logarithmic law, however, the velocity data deviated from the logarithmic law in the outer region without a particular pattern. The results of this study can help a better estimation of hydraulic parameters in coarsebed streams, decreasing the cost of hydraulic plans in rivers.