بررسی کارایی برخی معادله های زبری بستر و اصلاح معادله مانینگ برای برآورد سرعت رواناب سطحی

از دیرباز معادله های متنوعی برای تعیین زبری بستر به منظور برآورد سرعت و یا دبی جریان توسط پژوهشگران ارایه شده که تعدادی از آنها دارای معروفیت جهانی بوده و کاربرد گسترده ای در علوم آب و هیدرولیک جریان دارند. در حال حاضر مقاومت بستر در مقابل جریان توسط معادله هایی مانند دارسی- ویسباخ، مانینگ و شزی بیان می شود. در پژوهش حاضر با استفاده از آمار حاصل از مطالعات شبیه سازی باران در شرایط آزمایشگاهی (شبیه ساز باران دانشگاه گریفیث)، مطالعات صحرایی و همچنین به خدمت گرفتن آمار موجود در منابع معتبر، تغییرات ضریب زبری بستر در شرایطی که اثر متقابل بین هیدرولیک جریان و ناهمواری های بستر زیاد قابل توجه نبوده مورد بررسی قرارگرفته است. به همین منظور در این پژوهش صحت معادله های زبری بستر در بیان واقعی مقاومت بستر در مقابل جریان رواناب سطحی در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت روش مناسب جهت تعیین سرعت روان آب با استفاده از شیب زمین (S) و دبی واحد (q) و با استفاده از این معادلات ارائه شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که، اگرچه هر سه نوع معادله مذکور برای تعیین ضریب زبری مفید هستند اما معادله مانینگ بسیار مناسب تر از دو معادله دیگر است. در ادامه با توجه به محدودیت هر سه نوع معادله مذکور در بیان واقعی هیدرولیک جریان رواناب سطحی که احتمالا نتیجه نارسائی آنها در تبیین تغییرات ظاهری سرعت رواناب است، یک روش مناسب برای برآورد سرعت رواناب با استفاده از معادله مانینگ پیشنهاد شده است. برای کلیه آمار مورد بررسی اعم از داده های آزمایشگاهی و صحرایی و همچنین داده های موجود در منابع، روش اصلاح شده معادله مانینگ همبستگی بسیار خوبی را بین سرعت رواناب برآورد شده با سرعت رواناب اندازه گیری شده نشان داده است.