مطالعه آزمایشگاهی تنش برشی بستر در آبراهه‌های مستقیم پوشیده از تلماسه‌های با ابعاد مختلف

تشکیل شکل بستر در رودخانه‌های آبرفتی در اثر انتقال رسوب بر پارامترهای هیدرولیکی جریان مانند تنش برشی بستر تاثیر قابل توجهی دارد. از طرف دیگر تشکیل شکل بستر و هندسه آن به تنش برشی بستر وابسته است. بنابراین، ارتباط بین شکل بستر و پارامترهای جریان مانند تنش برشی بستر پیچیده است. بنابراین، در این پژوهش به بررسی اثر شکل بستر تلماسه با ارتفاع‌های مختلف بر تنش برشی بستر پرداخته شده است. برای این منظور از تلماسه‌های مصنوعی ساخته شده توسط ملات ماسه سیمان به طول موج 25 سانتی‌متر و ارتفاع‌های یک، دو، سه و چهار سانتی‌متر استفاده شد. در آزمایش‌های این پژوهش از دبی‌های 10، 15، 20، 25 و 30 لیتر بر ثانیه و شیب‌های بستر 0/0001، 0/0005، 0/001 و 0/0015 استفاده شد. نتایج نشان داد که تنش برشی در بسترهای پوشیده از تلماسه رابطه مستقیمی با استغراق نسبی و پارامتر δ/λ دارد. تشکیل شکل بستر تلماسه و افزایش ارتفاع آن منجر به ازدیاد تنش برشی بستر می‌شود. تنش برشی در بستر پوشیده از تلماسه با ارتفاع‌های یک، دو، سه و چهار سانتی‌متر بطور متوسط به‌ترتیب 39، 80، 141 و 146 درصد بیش از تنش برشی در بستر صاف بود. علاوه بر این، تنش برشی ناشی از شکل بستر برای بسترهای پوشیده از تلماسه‌های به ارتفاع یک، دو، سه و چهار سانتی‌متر، به‌طور متوسط به‌ترتیب 27/37، 43، 57/11 و 58/74 درصد از تنش برشی کل را شامل شد.

experimental study of bed shear stress in straight channels covered with dunes of different sizes

the formation of bed form in alluvial rivers due to sediment transport has a significant effect on the hydraulic parameters of the flow such as bed shear stress. the formation of the bed form and its shape and geometry depends on the bed shear stress. therefore, the relationship between bed form and flow parameters (such as bed shear stress) is complicated. in the present study; the effect of dune bed forms with different heights on bed shear stress has been investigated. artificial dunes made by sand-cement mortar with a length of 25 cm and heights of 1, 2, 3, and 4 cm were used. in the tests of this research, flow discharge of 10, 15, 20, 25, and 30 l/s and bed slopes of 0, 0.0001, 0.0005, 0.001, and 0.0015 were used. the results showed that with increasing the relative submergence and δ/λ, the bed shear stress increased in dune-covered beds. the formation of the dune bed form and the increase in its height leads to an increase in the bed shear stress. the bed shear stress in dunes with a height of 1, 2, 3, and 4 cm was, on average, 39, 80, 141, and 146% more than in plane beds, respectively. moreover, form shear stress for dunes with a height of 1, 2, 3, and 4 cm was, on average, 27.37, 43, 57.11, and 58.74% of the total shear stress, respectively.