آمار

تعداد نشریات9
تعداد شماره‌ها448
تعداد مقالات5,737
تعداد مشاهده مقاله8,058,854
تعداد دریافت فایل اصل مقاله6,555,831
حسن زاده, مهدی, سلماسی, فرزین, حسین زاده دلیر, علی, ارونقی, هادی. (1404). تأثیر فرم بستر در افزایش عمق جریان. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 57(7), 1245-1264. doi: 10.22060/ceej.2025.23639.8192
مهدی حسن زاده; فرزین سلماسی; علی حسین زاده دلیر; هادی ارونقی. "تأثیر فرم بستر در افزایش عمق جریان". نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 57, 7, 1404, 1245-1264. doi: 10.22060/ceej.2025.23639.8192
حسن زاده, مهدی, سلماسی, فرزین, حسین زاده دلیر, علی, ارونقی, هادی. (1404). 'تأثیر فرم بستر در افزایش عمق جریان', نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 57(7), pp. 1245-1264. doi: 10.22060/ceej.2025.23639.8192
حسن زاده, مهدی, سلماسی, فرزین, حسین زاده دلیر, علی, ارونقی, هادی. تأثیر فرم بستر در افزایش عمق جریان. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 1404; 57(7): 1245-1264. doi: 10.22060/ceej.2025.23639.8192

تأثیر فرم بستر در افزایش عمق جریان

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 57، شماره 7، مهر 1404، صفحه 1245-1264    اصل مقاله (1.31 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2025.23639.8192
نویسندگان
مهدی حسن زاده؛ فرزین سلماسی* ؛ علی حسین زاده دلیر؛ هادی ارونقی
گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
چکیده
با انتقال رسوبات بستر در مجاری آبرفتی، اشکال منظم و متناوب مثلثی شکل در بستر رودخانه ایجاد می ‏شود که فرم بستر نامیده می‏ شوند. متناسب با مشخصات و رژیم جریان، ابعاد هندسی فرم بستر تغییر یافته و اثر متقابل آن در تغییر زبری بستر و افزایش عمق جریان (به ویژه برای فرم‏های شکنج و تلماسه) قابل ملاحظه ‏است. از طرفی پیش‏بینی عمق جریان براساس زبری بستر در مدل‌‌سازی و طراحی سازه ‏های هیدرولیکی حائز اهمیت می‏ باشد. به این ترتیب پیش ‏بینی مقاومت جریان و عمق متناظر با آن در مجاری با بستر متحرک به دلیل عدم قطعیت مربوط به تشکیل و تغییر فرم ‏های بستر از چالش‏ های طراحی و مدل‏سازی در این مجاری می‏ باشد. به همین منظور ارائه رابطه‏ ای دقیق، ساده و کاربردی برای تخمین حداکثر تراز جریان در حضور فرم بستر بسیار مهم و ضروری خواهد بود. بنابراین در این پژوهش با استفاده از 4 منبع تحقیقاتی و 292 مورد آزمایش ثبت شده، رابطه‏ خط ساده و کاربردی برای پیش ‏بینی تراز جریان در شرایط رژیم جریان پایین ارائه شده است. براساس رابطه مذکور همچنین ضریب 1/25 به عنوان ضریب ویژه دانشگاه تبریز نیز ارائه گردیده است که محاسبات مربوط به تخمین عمق جریان در حضور فرم بستر تلماسه و شکنج را بسیار ساده نموده و دارای دقت کافی برای محاسبات می باشد. ارزیابی دقت رابطه پیشنهادی برای ضریب زبری مانینگ در فلوم آزمایشگاهی مناسب ارزیابی گردید.
کلیدواژه‌ها
فرم بستر تلماسه؛ فرم بستر شکنج؛ مقاومت جریان؛ ضریب مانینگ؛ ضریب ویژه دانشگاه تبریز
موضوعات
هیدرولیک رسوب
عنوان مقاله [English]
The Effect of Bedform on Increasing The Flow Depth
نویسندگان [English]
Mehdi Hasanzadeh؛ Farzin Salmasi؛ Ali Hoseinzadeh Dalir؛ Hadi Arvanagi
Water Engineering Department, Agriculture Faculty, University of Tabriz, Tabriz-Iran
چکیده [English]
Through sediment transport in alluvial channels, regular and alternating triangular-shaped patterns known as bedforms develop on the riverbed. Depending on the flow characteristics and regime, the geometric dimensions of these bedforms evolve, significantly influencing bed roughness and, consequently, increasing flow depth—particularly under ripple and dune conditions. Predicting flow depth based on bed roughness is therefore a critical aspect of hydraulic modeling and the design of hydraulic structures. In movable-bed channels, estimating flow resistance and its corresponding depth poses a major challenge due to the inherent uncertainty associated with the formation and transformation of bedforms. As such, developing a reliable, straightforward, and practical relationship to estimate the maximum flow stage in the presence of bedforms is both important and necessary. This study presents a simple and practical linear relationship for predicting flow stage under lower flow regime conditions, based on 292 recorded experimental cases from four reputable research sources. From this relationship, a coefficient of 1.25—referred to as the Tabriz University coefficient—is introduced, which significantly simplifies calculations of flow depth in the presence of ripple and dune bedforms without requiring detailed geometric information of the bedforms. The accuracy of this coefficient in estimating flow depth was found to be acceptable. Furthermore, a corresponding relationship for estimating the Manning roughness coefficient based on the flat-bed Manning coefficient was derived using this special coefficient. The performance of the proposed relationship for Manning’s coefficient was validated under controlled laboratory conditions in rectangular flumes. however, its application to natural channels remains outside the scope of this study and is suggested for future research.
کلیدواژه‌ها [English]
Dune Bed Form, Ripple, Flow Resistance, Manning Coefficient, Tabriz University Coefficient
مراجع
  1. A. Einstein, Barbarossa, N.L., River channel roughness, Transactions of the American Society Civil Engineering, 117(1952) 1121–1132.
  2. Engelund, Hydraulic resistance of alluvial streams, Journal of Hydraulic Engineering, 92(1966) 315-326.
  3. M. Saghebian, Roushangar, K., Kirca, V.S.O., Ghasempour, R., Modeling total resistance and form resistance of movable bed channels via experimental data and a kernel-based approach, Journal of Hydroinfomatics, 22(2020) 528-540.
  4. C. Van–Rijin, Sediment transport, Part III: Bed forms and alluvial roughness, Journal of Hydraulic Engineering, 110 (1984) 1733–1753
  5. White, Paris, E., Bettes, R., A new general method for predicting the frictional characteristics of alluvial streams, England, Walingford, Report No. 17, 1979.
  6. Q. Yang, Tan, S.K., Lim, S.Y., Flow resistance and bed form geometry in a wide alluvial channel, Water Resources Research, 41(2005) 477–487.
  7. R. Andharia, Patel, P.L., Manekar, V.L., and Porey, P.D., Prediction of friction factor and stage discharge relationship in alluvial streams, Journal of Hydraulic Engineering, 19(2013) 49-54.
  8. Kumar, Flow resistance in alluvial channel, Water Resource, 38(2011) 745–754.
  9. H. Li, Liu, J.M., Resistance of Alluvial Rivers, China, Report of Nanjing Hydraulic Research Institution. 1963 (In Chinese).
  10. Liu, Xia, J., Zhou, M., Deng, Sh., Li, Zh., A new formula for predicting movable bed roughness coefficient in the Middle Yangtze River, Progress in Physical Geography, 46(2022) 441-457.
  11. M. Wu, Wang. S.S.Y., Movable bed roughness in alluvial rivers, Journal of Hydraulic Engineering, 125(1999) 1309–1312.
  12. L. Yu, Lim, S.Y., Modified Manning formula for flow in alluvial channels with sand beds, Journal of Hydraulic Research, 41(2003) 597–608.
  13. Colosimo, Copertino, V.A., Veltri, M., Friction factor evaluation in gravel bed rivers, Journal of Hydraulic Engineering, 114(1988) 861-876.
  14. Kumar, Rao, A.R., Metamodeling approach to predict friction factor of alluvial channel, Computers and Electronics in Agriculture, 70(2010) 144–150.
  15. P. Guy, Simons, D.B., Richardson, E.V., Summary of alluvial channel data from
    flume experiments, US Government Printing Office, Geological Survey Professional Paper No. 462-I, 1966.
  16. R. Barton, Lin., P.N., A study of the sediment transport in alluvial channel, Fort Collins, Colorado University, Rep. CEF 55JRB2, 1955.
  17. Q. Wang, White, W.R., Alluvial resistance in transition regime, Journal of Hydraulic Engineering, 119(1993) 725–741.
  18. G. Williams, Flume width and water depth effects in sediment transport experiments, US Government Printing Office, Geological Survey Professional Paper No. 562-H, 1970.
  19. S. Yalin, Geometrical properties of sand waves, Journal of the Hydraulic, 90(1964).
  20. R.L. Allen, Current ripples: Their relation to patterns of water and sediment motion, Geological Magazine, 106(1968) 614.
  21. Y. Julien, Klassen, G.J., Sand dune geometry of large rivers during floods, Journal of Hydraulic Engineering, 121(1995) 657-663.
  22. Karim, Bedform geometry in sand bed flows, Journal of Hydraulic Engineering, 125(1999) 1253-1261.
  23. Karim, 1995. Bed configuration and hydraulic resistance in alluvial channel flows, Journal of Hydraulic Engineering, 121(1995) 15 – 25.
  24. Engelund, Fredsoe, J., Sediment ripples and dunes, Annual Review of Fluid Mechanics, 14(1982) 13-37.
  25. B. Simons, Richardson., E.V., 1966. Resistance to flow in alluvial channels, US Government Printing Office, Geological Survey Professional Paper No. 422-J, 1966.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 297
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 241


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب