بررسی آزمایشگاهی تأثیر شکل پلان و پروفیل طولی بر تغییـرات جریان سطحی در دامنه‌های مرکب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد عمران-آب، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

2 استادیار /گروه مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

3 دانشیار/ دانشکده مهندسی منابع طبیعی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

4 مربی /گروه مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

چکیده

شکل دامنه یکی از عوامل مهمی است که در مقدار رواناب حوضه آبخیز دخالت دارد. تعیین تأثیر این عامل در برنامه‌ریزی مدیریتی در عرصه‌های منابع طبیعی و عملیات کنترل رواناب بسیار موثر است. بسیاری از سازه‌های کنترل رواناب و فرسایش احداث شده به دلیل نبودن اطلاعات و آمار، متناسب با حجم رواناب و ‌رسوب طراحی نمی‌شود و عموماً برای جلوگیری از خطرات احتمالی، سازه به صورت دست بالا طراحی می‌گردد که این عمل باعث تحمیل هزینه‌های زیادی به اجرای این گونه پروژه‌ها خواهد شد. در این تحقیق با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی، رابطه بین شکل دامنه شامل پلان دامنه (همگرا، واگرا و موازی) و پروفیل طولی دامنه در سه حالت (صاف، محدب و مقعر) مورد بررسی قرار گرفت. جهت انجام این امر با استفاده از مدل Evens مدل ژئومتری دامنه در آزمایشگاه ساخته شد که اثر توپوگرافی دامنه را از طریق شکل پلان و انحنای پروفیل طولی دامنه در بر  می‌گیرد. با در نظر گرفتن سه حالت همگرا، واگرا و موازی برای شکل پلان دامنه و سه حالت (صاف، محدب و مقعر) برای پروفیل طولی دامنه، 9 شکل مختلف جهت بررسی رواناب دامنه ایجاد می‌شود. تغییر شکل پلان و پروفیل طولی دامنه، در میزان و حالت جریان‌های سطحی اثر می‌گذارد و باعث ایجاد آستانه شروع رواناب، پیک جریان و زمان تمرکز متفاوتی در دامنه‌های با شرایط یکسان می‌گردد. بر اساس نتایج بدست آمده، مشخص گردید اثر پلان دامنه بر زمان تمرکز بیشتر از اثر پروفیل طولی دامنه است، بطوریکه زمان تمرکز دامنه‌های همگرا بیشتر از دامنه‌های واگرا می‌‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Laboratorial Investigation of Effect of Plan Shape and Profile Curvature on Variations of Surface Flow In Complex Hillslopes

نویسندگان [English]

  • M Geranian 1
  • N Amanian 2
  • A Talebi 3
  • M.R Hadian 2
  • M Zeini 4
1 MSc. Graduated, Dept. of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
2 Assist. Prof., Dept. of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
3 Assoc. Prof., Faculty of Natural Resources, Yazd University, Yazd, Iran.
4 Instructor, Dept. of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

Hillslope shape is one of the most important parameters that affects the  runoff quantity. Determining the effects of this parameter on environmental management and runoff and sediment control is important. Due to the lack of sufficient data and knowledge on these data, most of the structures made for the control of runoff and erosion are not designed properly, mostly overdesigned.  A laboratory research is conduced to investigate the relation between profile shape considering the width of the hillslope (divergence, parallel, and convergence) and longitudinal profile of the hillslope (concave, straight, and convex). The Evens geometrical model of the hillslope was made in laboratory that involved the topographical effects of hillslope (i.e. plan shape and concavity of hillslope profile). By considering the three cases of hillslope plan and three cases of profile, nine different shapes were achieved. Varying these parameters in the model, different maximum discharge and time of concentration in the hillslopes would be obtained. Based on the results, plan shape affected the time of concentration more than slope profile, so that the time of concentration in convergent hillslopes is more than divergent hillslopes.
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Threshold of runoff appearance
  • Surface flow
  • Shape of hillslope
  • Geometrical model
  • Concentration time

سبزواری ت (1389) توسعه هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژیکی حوضه‌های آبخیز بر اساس پاسخ جریان سطحی و زیر سطحی دامنه‌های مرکب. رساله دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران.

طالبی ع (1387) مدل فیزیکی هیدرولوژی جهت بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی در دامنه‌های مرکب (غیر یکنواخت). سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران،  دانشگاه تبریز.

طالبی ع دستورانی م ت (1387) بررسی تغییرات دبی جریانهای زیر سطحی در دامنه‌های مرکب (غیر یکنواخت). اولین کنفرانس سراسری مدیریت جامع بهره برداری آب، دانشگاه شهید باهنر کرمان.

Evans IS (1980) An integrated system of terrain analysis and slope mapping. Zeitschrifit fur Geomorphologie. Supplementband 36: 274-295.

Hilberts A, Van Loon E, Troch PA , Paniconi C (2004) The Hillslope–storage Boussinesq model for non-constant bedrock slope. Journal of Hydrology 291: 160-173.

Sabzevari T, Taleb A, Ardakanian R  , Shamsai A (2009) A steady-state saturation model to determine the subsurface travel time (STT) in complex hillslope. Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss. 6: 71791-7212.

Talebi A, Uijlenhoet R , Troch P (2008a) A low dimensional physicaly based model of hydrologic control of shallow landsliding on complex hill slopes. Earth Surf. Process. Landforms. 33: 1964-1976.

Talebi A, Troch PA , Uijlenhoet R (2008b) A steady state analytical slope stability model for complex hillslope. Hydrological Processes. 22: 546-553.

Troch PA, Van Loon E , Hilberts A (2002) Analytical solution to hillslope storage kinematic wave equation for subsurface flow. Advances in Water Resources. 25(6): 637-649.