مطالعه آزمایشگاهی اثر فرم‌های بستر شکنج با رسوبات ریزدانه و درشت‌دانه بر تنش برشی بستر

تنش برشی وارد بر بستر رودخانه‌ها از جمله مهمترین پارامترهای هیدرولیکی جریان است که در تعیین میزان بار رسوبی و همچنین میزان آبشستگی در بستر و سواحل رودخانه کاربرد موثری دارد. تشکیل فرم بستر (شکنج، تلماسه و پادتلماسه) در رودخانه‌های آبرفتی بر میزان تنش برشی وارد بر بستر موثر است. در این پژوهش اثر فرم‌های بستر شکنج، که بصورت مصنوعی ساخته شده بودند، بر تنش برشی بستر مورد بررسی قرار گرفت. رسوبات با اندازه‌های 0/51 و 2/18 میلی‌متر برای زبرکردن سطح شکنج‌های مصنوعی استفاده شد. طول و ارتفاع هر فرم بستر به ترتیب برابر 20 و 4 سانتی‌متر و زوایای وجه بالادست و پائین دست آن نسبت به افق بترتیب برابر 16/4 و 32 درجه در نظر گرفته شد. در کلیه آزمایش‌ها از شیب‌های 0، 0/0001، 0/0005، 0/001 و 0/0015 برای کف کانال آزمایشگاهی و دبی‌های 10، 15، 20، 25 و 30 لیتر بر ثانیه استفاده شد. نتایج نشان داد که بزرگترشدن اندازه ذرات بستر، سبب ازدیاد مقادیر پارامترهای  t¢b، tb و  t²b شد. پارامترهای t¢b، tb و  t²b در بسترهای رسوبی با اندازه 2/18 میلی‌متر بطور متوسط به ترتیب 22/38، 30/86 و 22/3 درصد بیش از بسترهای رسوبی با اندازه 0/51 میلی‌متر بودند.

experimental study of the effect of ripple bedforms with fine and coarse sediments on bed shear stress

bed shear stress is one of the most important hydraulic parameters to determine the amount of bed and suspended load and the bed and bank scouring in rivers. bed shear stress depends on bedforms (ripples, dunes, and antidunes) in alluvial rivers. in this study, the effect of artificial ripple bedforms on bed shear stress has been investigated. two types of uniform granulation with average sizes (d50) of 0.51 and 2.18 mm were used to roughen the surface of the artificial ripples. the bedform length and height were 20 and 4 cm, respectively. the angles of its upstream and downstream to the horizon were selected equal to 16.4 and 32 degrees, respectively. different flow rates (q= 10, 15, 20, 25, and 30 l/s) and different bed slopes (s= 0, 0.0001, 0.0005, 0.001, and 0.0015) were examined. the results showed that by increasing the particle size on the bed surface, total shear stress (tb ), grainrelated bedshear stress (t¢b ), and formrelated bedshear stress ( t²b )  increase. the value of tb , t¢b , and t²b in bed form roughened by sediment size of 2.18 mm were, on average, 22.38, 30.86, and 22.3% more than the bed form roughened by sediment size of 0.51 mm, respectively.