امکان ‌سنجی کاربرد مفهوم سرعت مشخصه در برآورد دبی جریان در مقاطع مرکب

تعیین دبی جریان در رودخانه ها از روش سرعت - سطح مقطع به ویژه تحت شرایط سیلابی، با چالش های جدی همراه است. یک روش جایگزین، استفاده از مفهوم سرعت مشخصه مبتنی بر تعمیم سرعت سطحی به سرعت متوسط و دبی جریان است. با توجه به اینکه کارایی روش سرعت مشخصه برای مقاطع مرکب هنوز ناشناخته می باشد، بنابراین طی پژوهش حاضر با تکیه بر برداشت های آزمایشگاهی، شاخص سرعت در مقاطع مرکب در شیب کف ثابت و به ازای عمق نسبی 0/3، 0/42 و 0/5، زبری نسبی 0/0031-0/0003 و عدد فرود 0/79-0/14 مطالعه شده است. نتایج نشان داد مقدار بهینه شاخص سرعت جهت برآورد دبی در کل مقطع مرکب با متوسط قدر مطلق خطای نسبی 3/3 درصد، 0/88 می باشد. همچنین شاخص سرعت در مقطع اصلی 0/92 و در سیلاب‌دشت 0/86 می باشد و در صورت استفاده از آن ها، برآورد بهتری از دبی در کانال های مرکب به دست می آید. همچنین نتایج نشان داد افزایش پارامترهای زبری نسبی و عدد فرود جریان و کاهش عمق نسبی، سبب کاهش شاخص سرعت می گردد. بررسی مدل های تحلیلی توزیع سرعت نیز نشان داد که قانون توانی سرعت با شاخص صحیح توانی نسبت به سایر مدل ها برآورد بهتری از شاخص سرعت ارائه می دهد.

feasibility of applying the concept of index velocity in estimating discharge in compound channels

determining the discharge in rivers using the cross-sectional area-velocity method, especially under flood conditions, is associated with serious challenges. due to advances in measurement techniques, many researchers have strongly suggested the use of non-contact methods. the non-contact method that use surface velocity radar to determine the discharge are becoming more and more popular especially in flood conditions. this method is to use the concept of index velocity based on the generalization of surface velocity to mean velocity and discharge. also index-velocity method was used for discharge monitoring or recording at streamflow- gaging stations with flow reversals, backwater effects, hysteresis effects and channel-roughness changes that the use of conventional stage-discharge rating method impractical or impossible. during floods, natural rivers appear in the form of a compound cross-section in their middle and end sections. due to momentum exchange between main channel and flood plains, the flow hydraulic in compound channels is complicate. most studies in index-velocity method are focused on prediction of the discharge in simple channels. due to the hydraulic difference between the flow of simple and compound cross-sections, the velocity index (ratio of surface velocity to average velocity) for compound channels is still unknown.