بررسی آزمایشگاهی آستانه‌حرکت رسوب بر بستر زبر و تاثیر دما بر نمودار شیلدز

حرکت اولیه‌رسوبات بستر یک مولفه‌مهم برای تحقیقات مختلف از قبیل طراحی آبراهه‌های پایدار، مدیریت رودخانه، انتقال رسوب و جلوگیری از رسوب‌گذاری است. شروع حرکت ذرات رسوبی را اصطلاحاً آستانه‌حرکت و شرایطی که در آن ذرات در آستانه‌حرکت قرار می‌گیرند را شرایط آستانه یا بحرانی گویند. در جریانهای با سرعت پایین، ذرات بستر هیچ‌گونه حرکتی نداشته و در محل خود ثابت هستند، اما با افزایش سرعت جریان ذرات بستر شروع به حرکت می‌کنند. این حرکت ابتدا به‌صورت بالا و پایین آمدن ذره بدون انتقال است، اما به‌تدریج حرکت ذرات به طرف پایین دست شروع می‌شود. به نظر می‌رسد که نمودار شیلدز نقطه‌مرجع همه‌تحقیقات انجام‌شده در زمینه‌انتقال رسوب باشد. به‌‌دلیل آن که در زمینه تاثیر دما بر نمودار شیلدز تحقیقاتی انجام نشده است، پژوهش حاضر با هدف بررسی آزمایشگاهی آستانه‌حرکت رسوب با استفاده از تاثیر دما بر پارامتر شیلدز و تنش برشی در یک مدل آزمایشگاهی با سه شیب 0.005، 0.01 و 0.05، در چهار دمای 8، 12، 20 و 40 درجه‌سانتی‌‌گراد و سه دبی انجام گرفت. در این پژوهش با استفاده از مدل فیزیکی و تجزیه‌وتحلیل آنالیز ابعادی شرایط آستانه‌حرکت در کانال‌‌های روباز با مقطع مستطیلی بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش زبری نسبی (ds/y) بدون درنظرگرفتن متغیر دما، عدد پایداری ذره در آستانه‌حرکت (sn) کاهش می‌‌یابد و اثرگذاری شیب بر این دو پارامتر محسوس نیست. همچنین در شرایط شیب و زبری نسبی (ds/y) ثابت، با افزایش دما، از مقدار پایداری ذره در آستانه‌حرکت (sn) کاسته می‌‌شود. تغییرات عدد پایداری ذره در آستانه‌حرکت (sn) نسبت‌به دما، روند صعودی دارد و با افزایش دما، به عدد پایداری ذره در آستانه‌حرکت (sn) افزوده می‌‌شود؛ علاوه‌براین، تغییرات پارامتر زبری نسبی (ds/y) نسبت‌به دما، با روندی نزولی همراه است و با افزایش دما، پارامتر زبری نسبی (ds/y) کاهش می‌‌یابد. افزون بر این با افزایش شیب، پارامتر پایداری ذره کاهش می‌‌یابد.