بررسی هیدرولیك پیچیده رودخانه های كوهستانی توسط محققان كشور
به گزارش نئوپدیا محققان کشور موفق به تعیین استهلاک انرژی در بازه های پله-گوداب رودخانه های کوهستانی شد.
به گزارش نئوپدیا به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، عباس ترابی زاده فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ارزیابی میدانی هیدرولیک جریان و استهلاک انرژی در بازه های پله-گوداب رودخانه های کوهستانی» اظهار داشت: بازه های کوهستانی نقش مهمی در انتقال آب و رسوب از سرشاخه ها به لایه های پایین رودخانه را به عهده دارند.
وی با تکیه بر اهمیت بازه های پله-گوداب بعنوان نوعی از بازه های رودخانه های کوهستانی اظهار داشت: تعیین مقاومت و استهلاک انرژی در این بازه ها امری مهم و ضروری به حساب می آید.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با تکیه بر اینکه خیلی از بازه های پله-گوداب از درون روستاها عبور می کنند، اظهار داشت: ازاین رو نقش پارامترهای هیدرولیکی و مورفولوژیکی این بازه-ها در تهیه طرح هادی روستایی و تهیه طرح های ساماندهی رودخانه را نمی توان نادیده گرفت.
به گفته ترابی زاده، بعضی از کاربردهای مطالعه بر روی بازه های پله-گوداب رودخانه های کوهستانی شامل «تعیین حد بستر رودخانه در مناطق شهری و روستایی»، «تعیین میزان خودپالایی رودخانه»، «ایجاد نقاط گردشگری مناسب»، «توسعه شهری در مناطق کوهستانی» می شوند.
وی تصریح کرد: وجود بیشتر از ۱۵۰ مقاله در زمینه بازه های پله-گوداب رودخانه های کوهستانی که ۷۵ درصد این مقالات مطالعه صحرایی بوده، حاکی از اهمیت این رودخانه ها است و ضرورت انجام مطالعه صحرایی بر روی این بازه ها در ایران را دو چندان می کند.
وی افزود: در طول دهه های گذشته، مورفولوژی بازه های پله-گوداب به صورت کامل مورد بررسی قرارگرفته است ولی بررسی هیدرومورفولوژیکی این بازه ها با عنایت به تاثیر پارامترهای مختلف، بسیار پیچیده است. این پیچیدگی به خصوص در صورت حضور سازه-های مصنوعی (سرریز دراپ و سازه های کنترل شیب) مضاعف می شود.
ترابی زاده افزود: ازاین رو جهت انجام پروژه های ترمیم رودخانه ناگزیر به ارتقای دانش هیدرولیکی خود در مورد این بازه ها هستیم.
وی اظهار داشت: در حقیقت، ارزیابی صحیح شرایط جریان در رژیم های مختلف به ما امکان می دهد تا کیفیت طراحی را از نظر پایداری پله-گوداب، کاهش خطر سرریز سد پایین دست و پیشبینی اثرات هیدرولوژیکی در خروجی حوضه بهبود ببخشیم.
وی ضمن اشاره به روند این پروژه اظهار داشت: بستر رودخانه های پله-گوداب به لحاظ وضعیت توپوگرافی و شیب تند مسیر، طوری با شرایط جریان سازگاری یافته است که انرژی آب را در طول رودخانه مستهلک می کند. بستر این نوع رودخانه ها مانند رودخانه های مئاندری دارای نوسان است ولی از آنجایی که جنس سواحل رودخانه در مناطق کوهستانی عمدتاً سنگی است و فرسایش در این نواحی کمتر است بنابراین نوسان بستر این بازه ها در امتداد عمودی صورت می گیرد. زمانی که جریان از روی تاج پله به درون گوداب سقوط می کند سهم عمده ای از انرژی آب مستهلک می شود.
وی افزود: علاوه بر اختلاف ارتفاع عوامل دیگری هم در استهلاک انرژی در بازه های پله-گوداب نقش دارند.
این محقق تصریح کرد: در این پژوهش با اندازه گیری صحرایی در سه بازه پله-گوداب رودخانه های کوهستانی، استهلاک انرژی و مقاومت جریان را با تعیین عوامل مؤثر بر آنها همچون ارتفاع پله، طول پله، شعاع هیدرولیکی، قطر ذرات رسوب، سرعت بر روی تاج پله، عرض سطح آب و عمق هیدرولیکی بررسی کردیم.
وی افزود: در ادامه رابطه هایی برای تخمین استهلاک انرژی بین دو پله و ضریب بی بعد مقاومت جریان در بازه های پله-گوداب با در نظر گرفتن پارامترهای تأثیرگذار قابل اندازه گیری عرضه کردیم.
به گفته وی، نتیجه این پروژه در مهندسی آب، مهندسی رودخانه و مهندسی عمران قابل کاربرد است.
وی افزود: استفاده از روابط عرضه شده در این پژوهش جهت تهیه برنامه کامپیوتری پیش-بینی خصوصیات جریان در بازه های پله-گوداب رودخانه های کوهستانی هم ادامه این پروژه خواهد بود.
وی ضمن اشاره به خصوصیت های طرح اظهار داشت: با استفاده از روابط عرضه شده در این پژوهش فقط با داشتن عمق آب روی پله و ارتفاع پله قادر خواهیم بود عمق آب درون گوداب، سرعت برخورد آب به سطح آب درون گوداب، طول گوداب، سرعت جریان آب در پله بعدی و استهلاک انرژی بین دو پله را به دست آوریم.
وی تصریح کرد: محاسبه استهلاک انرژی در داخل کشور انجام نشده و در خارج کشور هم این کار با اندازه گیری ارتفاع آب درون گوداب توسط یک فرد ایتالیایی در سال ۲۰۱۵ انجام شده است که با عنایت به این که در گوداب ها جریان بسیار متلاطم است و اندازه گیری سرعت جریان را با خطا مواجه می کند این رابطه در دبی های بالا قابل استفاده نیست؛ ازاین رو در این پژوهش فقط با اندازه گیری های سرعت و دبی در تاج پله ها استهلاک انرژی محاسبه شده است.
وی ضمن اشاره به مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: در بازه های پله-گوداب اندازه گیری پارامترهای هندسی و هیدرولیکی به خصوص هنگامی که رودخانه در دره واقع شده است و دیواره های رودخانه بلند است کاری بسیار دشوار و غیر ممکن است. ازاین رو رابطه ای که با استفاده از آن بتوان با اندازه گیری سرعت، پارامترهای هندسی و مورفولوژیکی یک پله، استهلاک انرژی بین دو پله را بدست آورد بسیار راهگشاست.
ترابی زاده اظهار داشت: با استفاده از روابط تحلیلی به دست آمده فقط با داشتن عمق آب روی پله و ارتفاع پله، می توان عمق آب درون گوداب، سرعت برخورد جت آب به سطح آب درون گوداب، طول گوداب، سرعت جریان آب در پله بعدی و استهلاک انرژی بین دو پله را به دست آورد.
وی اظهار داشت: همینطور با رابطه تجربی ضریب مقاومت جریان و استهلاک انرژی نسبی به دست آمده، می توان با اندازه گیری سرعت، پارامترهای هندسی و مورفولوژیکی یک پله، ضریب مقاومت جریان و استهلاک انرژی نسبی بین دو پله را به دست آورد.
استادراهنمای این پروژه احمد طاهر شمسی عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.
این مطلب نئوپدیا را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب