مدل تحلیلی تأثیر توأم تنش برشی مازاد و پوشش گیاهی در تعیین ابعاد بهینه رودخانه‌های شنی

Abstract

مدل‌های فرضیات حدی محدودنشده، در رودخانه‌های کوچک اغلب عرض کانال‌های آبرفتی را کمتر و عمق را بیشتر از مقادیر مشاهداتی تخمین می‌زنند و در رودخانه‌های بزرگ غالباً عکس این موضوع برقرار است. به‌طور کلی نتایج حاصل از مدل فرضیات حدی محدودنشده نشان‌دهنده توافق نسبتاً نامناسب هندسه محاسباتی کانال با هندسه مشاهداتی می‌باشد. یکی از علل پراکندگی داده‌ها در به‌کارگیری این مدل، نبود روابط مناسب برای بررسی پوشش گیاهی کناره‌های کانال است. به همین علت در این تحقیق با هدف افزایش دقت هندسه مدل شده کانال، به اصلاح این مدل‌ از طریق توزیع تنش برشی مرزی در بستر و کناره‌ها، در‌نظرگیری پایداری کناره‌های کانال و اعمال اثر پوشش گیاهی پرداخته شده است. مدل تحلیلی توسعه‌یافته در این تحقیق با درج فاکتور شکل کانال، اعمال معادلات بار بستر به شکل تنش برشی مازاد و کمّی‌سازی تأثیر پوشش گیاهی (به‌وسیله ارتباط آن با زاویه ایستایی خاک کناره) قادر به پیش‌بینی ابعاد بهینه کانال می‌باشد. در انتها، مدل موردنظر بر روی داده‌های ٦٢ رودخانه شنی از کشور انگلستان و چهار رودخانه از ایران مورد واسنجی قرار گرفته است. نتایج به‌دست آمده علاوه بر این‌که نقش تأثیر پایداری و پوشش گیاهی کناره در تخمین خصوصیات هندسی مقطع کانال را نشان می‌دهد، مؤید کارایی مدل محدود‌شده نسبت به مدل محدود‌نشده نیز می‌باشد.