بررسی آزمایشگاهی اثر آرایش و تراکم پوشش گیاهی بر ضریب مقاومت جریان

Subject Areas : Marine structures

سمیرا سلمان زاده ¹ , منوچهر فتحی مقدم ² , جواد احدیان ³ , سید محسن ساجدی ⁴

1 -
2 -
3 -
4 -

Received: 2022-05-08 Accepted : 2022-08-01 Published : 2022-08-22

Keywords:

Abstract :

این مقاله با در نظر گرفتن شرایط هیدرولیکی جریان رودخانه و شرایط مورفولوژیکی پوشش گیاهی در حاشیه و سیلاب­دشت رودخانه انجام شده ­است. نیروی هیدرودینامیکی درگ در شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از یک نیروسنج در حضور پوشش گیاهی انعطاف­پذیر به صورت مستقیم اندازه­گیری شد. براین اساس تمامی آزمایش­ها در فلومی تحت عنوان " فلوم لبه چاقویی" با طول 3/8 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 55/0 متر انجام شد. نمونه پوشش گیاهی انعطاف­پذیر به صورت غیرمستغرق با 3 تراکم 30، 50 و 100 درصد با آرایش زیگزاگی در سه عمق نسبی آب 6/0، 8/0 و 1  مورد آزمون واقع شد. در این مطالعه تراکم پوشش گیاهی با افزایش فاصله و سطح برگ گیاهان تغییر کرد. نتایج نشان داد نیروی درگ به میزان قابل توجهی به آرایش و تراکم پوشش گیاهی به عنوان یکی از ویژگی­های مورفولوژیکی قابل اندازه­گیری گیاه بستگی دارد. نتایج مربوطه می­تواند به عنوان معیار مفید در تخمین مقاومت ناشی از وجود زبری­های گیاهی در رودخانه باشد.

References:

Aberle, J. And Jarvela, J. (2015). Hydrodynamics of vegetated channels. Rivers–physical, fluvial and environmental processes. Springer.

Afzalimehr, H. And Subhasish, D. (2009). Influence of bank vegetation and gravel bed on velocity and Reynolds stress distributions. International Journal of Sediment Research, 24, pp: 236-246.

Armanini, A., Righetti, M. And Grisenti, P. (2005). Direct measurement of vegetation resistance in prototype scale. Journal of Hydraulic Research, 43(5), pp:481-487.

Ebrahimi, N. G., Fathi-Moghadam, M., Kashefipour, S., Saneie, M. And Ebrahimi, K. (2008). Effects of flow and vegetation states on river roughness coefficients. Journal of Applied Sciences, 8, pp: 2118-2123.

Fathi-Moghadam, M. And Kouwen, N. (1997). Nonrigid, nonsubmerged, vegetative roughness on floodplains. Journal of Hydraulic Engineering, 123, pp:51-57.

Jarvela, J. (2002). Flow resistance of flexible and stiff vegetation: a flume study with natural plants. Journal of hydrology, pp: 269, 44-54.

Koloseus, H. J. And Davidian, J. (1966). Free-surface Instability Correlations: And Roughness-concentration Effects on Flow Over Hydrodynamically Rough Surfaces. US Government Printing Office.

Kothyari, U. C., Hashimoto, H. And Hayashi, K. (2009). Effect of tall vegetation on sediment transport by channel flows. Journal of Hydraulic Research, 47, pp:700-710.

Kouwen, N. And Fathi-Moghadam, M. (2000). Friction factors for coniferous trees along rivers. Journal of hydraulic engineering, 126, pp: 732-740.

Krzeminska, D., Kerkhof, T., Skaalsveen, K. And Stolte, J. (2019). Effect of riparian vegetation on stream bank stability in small agricultural catchments. Catena, 172, pp:87-96.

Lei, J. And Nepf, H. (2021). Evolution of flow velocity from the leading edge of 2-D and 3-D submerged canopies. Journal of Fluid Mechanics, 916.

Liu, C. And Shen, Y.M. (2008). Flow structure and sediment transport with impacts of aquatic vegetation. Journal of Hydrodynamics, 20, pp: 461-468.

Nepf, H. M. (2012). Hydrodynamics of vegetated channels. Journal of Hydraulic Research, 50, pp:262-279.

Pasche, E. And Rouve, G. (1985). Overbank flow with vegetatively roughened flood plains. Journal of Hydraulic Engineering, 111, pp:1262-1278.

Stephan, U. And Gutknecht, D. (2002). Hydraulic resistance of submerged flexible vegetation. Journal of Hydrology, 269, pp: 27-43.

Tsujimoto, T. (1999). Fluvial processes in streams with vegetation. Journal of hydraulic research, 37, pp:789-803.

Wilson, C., Hoyt, J. And Schnauder, I. (2008). Impact of foliage on the drag force of vegetation in aquatic flows. Journal of Hydraulic Engineering, 134, pp:885-891.

Wynn, T. And Mostaghimi, S. (2006). The effects of vegetation and soil type on streambank erosion, southwestern virginia, usa 1