بررسی تاثیر فرم بستر بر روی ضریب زبری به کمک تلفیق روش عددی و آزمایشگاهی در جریان های غیر ماندگار

مجموعه ای از آزمایشات برای بررسی اثر تغییر فرم بستر در آبراهه های آبرفتی بر میزان رسوب کف انتقالی در یک کانال آزمایشگاهی با قابلیت شیب پذیری و تحت شرایط جریان غیرماندگار انجام شد. هیدروگراف های تولیدی از نوع مثلثی و تغییرات دبی حداکثر آن بین 30 تا45 لیتر بر ثانیه بر واحد عرض انتخاب گردید. ذرات از جنس کوارتز با =1.5، 2.1، 3 mm d50 و آب تمیز بدون تغذیه رسوب از بالا دست در نظر گرفته شد. برای تکمیل اطلاعات لازم و تحلیل تغییرات زمانی ضریب مقاومت بستر از یک مدل عددی استفاده شد. خروجی های مدل شامل عمق، سرعت و دبی می باشند. نتایج نشان داد که جریان ورودی فرسایش قابل توجه ای را در ابتدای زمانی جریان و ابتدای مکانی بستر بوجود آورده و سبب تغییر فرم بستر و افزایش زبری و بیشتر شدن مقاومت بستر در برابر جریان می گردد. علیرغم افزایش شرایط تلاطمی جریان با نزدیک شدن شدت جریان به مقدار حداکثر و افزایش عمق جریان عدد فرود بتدریج کاهش یافته میزان فرسایش کاهش و روند تغییر فرم بستر کند می شود. در این فرآیند بدلیل تغییر تراز بستر در طول آبراهه عدد فرود در هر نقطه از بستر با سایر نقاط متفاوت بوده و ذرات بستر بصورت یک موج پیش رونده به سمت پایین دست حرکت می نمایند. روند تغییرات ضریب مقاومت بسترn نیز با گذشت زمان و براساس شرایط فرسایش، ابتدا روند افزایشی داشته سپس کاهش و مجددا افزایش می یابد.