بررسی عددی تاثیر پوشش گیاهی در سیلاب دشت واگرا بر الگوی جریان در کانال مرکب

در رودخانه های طبیعی، گسترش جریان سیلابی در سیلاب دشت ها و تشکیل مقطع مرکب امری معمول است. پوشش گیاهی بر ظرفیت انتقال جریان در سیلاب دشت و آبراهۀ اصلی اثرگذار است .هدف از پژوهش حاضر مطالعه عددی جریان در کانال مرکب واگرا با پوشش گیاهی و بررسی تغییر عمق نسبی بر مکانیزم جریان است. بدین منظور میدان جریان در کانال مرکب نامتقارن دارای سیلابدشت واگرا در دو حالت با پوشش گیاهی و بدون آن در اعماق نسبی متفاوت با مدل flow3d شبیه‌سازی شده است. در سیلابدشت بدون پوشش گیاهی، درابتدای واگرایی سرعت متوسط عمقی در سیلابدشت حدود 80 درصد سرعت در کانال اصلی است و با پیشروی به سمت انتهای واگرایی این نسبت به تدریج افزایش یافته است، اما با وجود پوشش گیاهی و مقاومت آن در مقابل جریان، این نسبت حدود 30 تا 60 درصد است. مقدار کاهش متوسط عمقی سرعت در سیلابدشت به علت پوشش گیاهی نسبت به حالت بدون پوشش برای اعماق نسبی 0/15، 0/25 و 0/35 به ترتیب 85، 82 و 84 درصد بوده است و به تبع آن مقدار افزایش متوسط عمقی سرعت در کانال اصلی به علت پوشش گیاهی به ترتیب 12، 25 و 30 درصد بوده است. در حالت عدم وجود پوشش گیاهی، از ابتدا تا انتهای ناحیه واگرایی عمق جریان حدود 3/7 افزایش یافته است، اما با وجود پوشش گیاهی و ممانعت از ورود جریان به ناحیه سیلابدشت، افزایش عمق تدریجی و حدود 0/7 درصد است. حدود 80 درصد دبی از کانال اصلی و 20 درصد آن از سیلابدشت عبور نموده است. با افزایش عمق نسبی، دبی عبوری از سیلابدشت به 38 درصد رسیده است. وجود پوشش گیاهی در سیلابدشت، بین 4تا 9 درصد دبی عبوری از کانال اصلی را افزایش داده است.

numerical investigation of the effect of vegetation in divergent floodplain on the flow pattern in compound channel

compound channels are hydraulic sections consisting of the main channel and flood plains. in naturalrivers, the formation of a compound cross-section is common because, during floods, a part of the riverdischarge is carried by the flood plains. in nature, flood plains are usually covered with vegetation that affectsthe flow transfer capacity in the flood plain and the main channel. knowing the hydraulic flow conditionsand the interaction of the main channel and the floodplain is necessary to protect human lives and facilities.many experimental and numerical studies have been carried out in compound channels with vegetation(myers et al., 2001., hosseini, 2004., kang and choi, 2006., huai et al., 2009, proust et al., 2013., hamidifaret al., 2013., yonesi et al., 2014., theoharris and panagiotis, 2016., hamidifar et al., 2016., kumar et al.,2016., shankar and kumar, 2018., samadi rahim et al., 2020., dovlati and rezaei, 2021., shokri andmehdipour, 2021., zang et al., 2022., and samadi rahim et al., 2023). according to the review of previousstudies, most of them have been done in straight compound channels, but the numerical study of asymmetriccompound channels with divergent floodplains covered by vegetation has rarely been of interest. despite thehigh accuracy of laboratory studies in investigating hydraulic phenomena, high costs, limited laboratoryspace, and scale effects have also inclined researchers to use numerical methods. numerical methods can bevery efficient for investigating the effects of different parameters on a phenomenon by spending less timeand money, provided that the numerical model results have been validated. the current research aim is to study the flow mechanism numerically in a diverging compound channelwith vegetation and to investigate the relative depth change in the flow mechanism.