بررسی صحرایی آستانه فرسایش کانالی، در طرح‌های پخش سیلاب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس

2 استادیار مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس

چکیده

یکی از نیازهای ا‌ساسی در طراحی طرح‌های پخش سیلاب، بررسی پدیده فرسایش و رسوب و ارائه دستورالعمل تعیین فاصله کانال‌های پخش، در شرایط محیطی مختلف است. نقش این کانال‌ها کاهش قدرت کنشی جریان سطحی بوده و فاصله بین آن‌ها باید به‌گونه­ای طراحی شود که پارامترهای هیدرولیکی جریان، قبل از رسیدن به آستانه فرسایش توسط خاک‌ریز پائین‌دست کاهش یابد. از طرف دیگر در طرح‌های پخش سیلاب پارامترهای محیطی مختلفی نظیر شیب اراضی، بافت خاک، پوشش گیاهی و مقاومت برشی سطح خاک بر هیدرولیک جریان و فرسایش مؤثر بوده و لازم است با مراجعه به طبیعت و شبیه­سازی جریان سطحی، تاثیر پارامترهای محیطی را به‌طور واقعی بررسی کرد. هدف از این تحقیق بررسی پدیده فرسایش و رسوب به‌منظور تعیین محل تشکیل آستانه فرسایش کانالی، در شرایط محیطی پخش سیلاب در گربایگان فسا بوده است. در این تحقیق از یک دستگاه فلوم صحرایی از جنس آهن سیاه به‌طول 120 متر و عرض و ارتفاع 40 و 25 سانتی‌متر استفاده شد و با شبیه‌سازی جریان سطحی به ارتفاع 10 سانتی‌متر، پارامترهای شدت جریان جاری در فلوم و عمق متوسط جریان در مقاطع عرضی متوالی، به‌طور مستقیم اندازه‌گیری شده و سایر پارامترها از جمله سرعت متوسط جریان و تنش برشی جریان با استفاده از معادلات موجود محاسبه شده‌اند. همچنین به‌منظور بررسی پدیده فرسایش و رسوب در طول بستر فلوم، اطلاعات رقومی بستر در مقاطع عرضی متوالی که به فاصله یک‌متر از یک‌دیگر قرار داشتند، در دو مرحله قبل و بعد از هر آزمایش  اندازه­گیری شده تا از طریق مقایسه و محاسبه عمق فرسایش و یا رسوب در طول بستر فلوم، محل تشکیل سرکانال مشخص گردد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد پدیده فرسایش و رسوب، متناسب با تغییرات تنش برشی جریان به‌طور پراکنده در طول بستر فلوم انجام می­شود. در همین رابطه پارامتر تنش برشی جریان هم در طول بستر فلوم، متناسب با شیب و ضریب زبری بستر، متغیر بوده و مقدار آن در فاصله 75 متری از ابتدای فلوم به بیشینه می‌رسد. از طرف دیگر بر‌اساس اطلاعات رقومی بستر فلوم در مقاطع عرضی متوالی، در مراحل قبل و بعد از هر آزمایش بیشینه عمق فرسایش 3 سانتی‌متر در فاصله 75 متری از ابتدای فلوم تشکیل شده است. بنابراین اگر عمق 3 سانتی‌متری فرسایش را به‌عنوان سرکانال فرض کنیم، فاصله آستانه فرسایش کانالی از ابتدای فلوم در این تحقیق 75 متر بوده و می­توان آن‌را به‌عنوان فاصله مناسب بین کانال­های پخش، در ایستگاه کوثر توصیه نمود.   

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Field evaluation of channel erosion threshold in flood water spreading projects

نویسندگان [English]

  • Abdolali Adelpour 1
  • Majid Soufi 2
1 Scientific Board, Agricultural and Natural Resources Research Center, Fars, Iran
2 Assisstant Professor, Agricultural and Natural Resources Research Center, Fars, Iran
چکیده [English]

Erosion and sedimentation study and design of the distance between spreading channels are basic requirement in flood water spreading projects. Different environmental parameters including topography and slope, soil texture, vegetation cover and flow resistance affect the hydraulic characteristics of the flood water spreading area. So it is
necessary to investigate the effect of environmental parameters according to natural conditions and simulation of overland flow. This study was done in the Gareh Bygone plain, in the south of Fasa city. An open hydraulic flume with 120 m length, 0.4 m width and 0.25 depth was used to simulate concentrated overland flow with 0.1 m
depth. Three experiments were examined and for each experiment, discharge flow and mean flow depth were measured directly and other parameters such as mean velocity and shear stress were calculated. Erosion or sedimentation depths were calculated by comparing flume bed elevations in the cross sections with one meter intervals. Results of this study show that erosion and sedimentation phenomena were changed with the
increase or the decrease in trends of shear stress along the flume and shear stress parameter were also changed with bed slope and roughness coefficient and became maximum at 75 m from the top end of the flume. On the other hand, according to the bed elevations of cross sections in two steps maximum erosion depth occurred at 75 m
from the start of the flume which was confirmed with maximum shear stress. So, we can conclude that channel erosion threshold was established in 75 m from the top end of the flume and it can be considered as channel spreading distance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Design
  • erosion and sediment
  • Hydraulic parameters
  • Open hydraulic flume
  • Shear Stress