بررسی اثر تراکم و انعطاف‌پذیری پوشش گیاهی روی ضرائب زبری در سواحل رودخانه‌ها و دشتهای سیلابی درحالت غیر مستغرق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری/ سازه‌های آبی دانشگاه علوم و تحقیقات خوزستان، اهواز، ایران

2 استاد /دانشکده مهندسی آب دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استادیار /دانشگاه آزاد واحد اهواز، اهواز، ایران

4 دانشیار /دانشکده مهندسی آب دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

ضرایب زبری در سواحل رودخانه‌ها و دشت‌های سیلابی تحت تأثیر دو عامل عمده یعنی شرایط جریان و مشخصات پوشش گیاهی است. در این میان یکی از مهمترین پارامترهای مشخصات پوشش گیاهی بحث تراکم و انعطاف پذیری آن است. تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه اثر پوشش گیاهی روی ضریب زبری در سواحل رودخانه‌ها و دشتهای سیلابی انجام شده اما بحث تراکم گیاهی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور این تحقیق جهت بررسی تاثیر تراکم و انعطاف پذیری پوشش گیاهی روی ضرائب زبری  انجام شد. در بررسی که با استفاده از  مدل آزمایشگاهی روی سه نوع پوشش گیاهی در حالت غیر مستغرق انجام شد اثر آنها روی ضریب زبری در چهار حالت تراکم مورد بررسی قرار گرفت. از نتایج این بررسی می‌توان به تغییرات خطی ضرائب زبری نسبت به میزان تراکم اشاره کرد. میزان کاهش ضریب زبری در هر تراکم گیاهی، بطور متوسط بین هشت الی ده درصد نسبت به حالت متراکم تر در شرایط یکسان جریان یعنی سرعت و عمق جریان (درصد استغراق) بدست آمد. همچنین در سرعت‌های و تراکم یکسان، بدلیل انعطاف پذیری متفاوت پوشش گیاهی ضریب زبری متفاوت بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation Effect of Density and Flaxibility of Non-Submerged Vegetation on River Banks and Floodplains on the Friction Factors

نویسندگان [English]

  • Kh Drikvaandi 1
  • M Fathi- Moghadam 2
  • A Masjedi 3
  • M Bina 4
1 Ph.D. Graduate, Department of Irrigation, Islamic Azad University, Science and Research Branch of Khuzestan, Ahvaz, Iran
2 Professor, Faculty of Water Engineering, University of Shahid Chamran, Ahvaz, Iran
3 Assistant Professor, Islamic Azad University of Ahvaz, Iran
4 Associate Professor, Faculty of Water Engineering, University of Shahid Chamran, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Friction coefficients of river banks and floodplains are influenced by two major factors which are the flow conditions and the characteristics of vegetation. The most important parameters of vegetation characteristics are its density and flexibility. Many research focused on the effects of vegetation on the friction factors of rivers and floodplains. Less attention has however been given to the effect of vegetation density. This research was performed using laboratory flume and three kinds of Non-Submerged vegetation, to evaluate the effect of the density and the flexibility of vegetation on friction coefficients. The effect of these parameters on friction factors was investigated in four density conditions. This research revealed a linear relationship between the friction coefficients and the vegetation density. For same flow conditions; same velocity and same depth of flow (submerge ratio), the amount of friction coefficient for the less dense vegetation was seven to ten percent less than that of the dense condition. Also in same flow and vegetation conditions, different friction factors were obtained because of the difference between flexibility of vegetation.      

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vegetation
  • friction factor
  • Density
  • Flow conditions
  • flexibility
  • Non-submerged
مسجدی،ع؛ موسوی جهرمی،ح. 1381. "ارزیابی انرژی موج توسط گیاه نی در ساحل رودخانه". ششمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه. دانشگاه شهید چمران اهواز. بهمن ماه.
Baptist, M.J., and et al (2007). "On inducing equations for vegetation resistance". Journal of Hydraulic Research, International Association of Hydraulic Engineering and Research, IAHR, 45(4), pp.435–450
 Cook, H.L., and Campbell, F. B. (1939). "Characteristics of some meadow strip vegetation".  Agricultural Engineering 20, pp.345-348
Fathi-moaghadam, M., Kouwen, N. (1997).  "Nonrigid, nonsubmerg vegetative roughness on floodplains". Journal of Hydraulic Engineering 123 (1), pp.51–57
Fathi-Moghadam, M. (2006). "Effects of Land slop and flow depth retarding flow in Non-submerge vegetated Land". Journal of Agronomy, 5(3):pp.536-540
Fathi-Mghadam, M. (2007). "Physical properties of tall Vegetation for resistance to flow". Journal of Agronomy‚6(1):pp.194-198
Fenzl, R.N., and Davis, J.R. (1964). "Hydraulic Resistance Relationships for Surface Flows in Vegetated Channels", Trans. of ASAE
 Fisher, K.R. (1996). "Handbook for assessment of hydraulic performance of environmental channels."  Report SR 490, draft. HR Wallingford, Wallingford, Great Britain, 346 p.
Fu-chun, w.u., Hsieh w.s. (1999). "Varaition of roughness coefficients for un-submerged and submerged vegetation". Journal of Hydraulic engineering,125(9),pp.934-942
Jeimes ,C.S., and et al (2004). "Flow resistance of emergent vegetation". Journal of Hydraulic Research 42( 4):pp.390–398
Jarvela, J. and Helmio, T. (1999). "Hydraulic feature of  boreal river rehabilitation-finish experience". 3rd international symposium on ecohydraulic, Salt Lake city, USA
Jarvela, J. ( 2002a). "Flow resistance of flexible and stiff vegetation: a flume study with natural plants". Journal of Hydrology 269(1–2):pp. 44–54
Jarvela, J. ( 2002b). "Determination of flow resistance  of  vegetated channel banks and floodplains". River flow 2002 ,Bousmar & Zech,pp. 311-318
Jarvela, J. (2004). "Determination of resistance caused by non-submerged woody vegetation". International Association of Hydraulic Engineering , IEHR, pp. 61-70
Kouwen, N., Fathi-Moghadam, M. (2000). "Friction factors for coniferous trees along rivers". Journal of Hydraulic Engineering 126(10),pp.732-740
Lai, sai Hin, and et al (2008). "determination of apparent and composite friction factors for flooded". Intl. J. River Basin Management 6(1), pp. 3–12
Nikolas, K.J. (1992). "Plant Iomechanics: An Engineering Approach to Plant Form and Function". The University of Chicago Press, Chicago & London, 607 p.
Nikolas, K.J, Moon, F.C (1988). "Flexural stiffness and modulus of elasticity of flower stalks from Allium sativum as measured by multiple resonance frequency spectra". American J. of Botany, 75:pp.1517-1525
Rameshwaran and Shiono (2007). "Quasi two-dimensional model for straiht overbank flows through emergent vegetation on floodplains" Journal of Hydraulic Research International Association of Hydraulic Engineering and Research, 45(3), pp. 302–315.
USDA Handbook of Channel Design for Soil and Water Conservation, (1954). Prepared by Stillwater outdoor hydraulic lab. at Stillwater, Okla., SCS, U.S.D.A.,  SCS-TP-61.