ضریب زبری مانینگ در کانال‌های آبیاری و زهکشی با پوشش گیاهی پنجه مرغی (Cynodon dactylon)

نویسنده

دانشیار پژوهشی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان شرقی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تبریز، ایران

چکیده

ضریب زبری جریان یکی از عوامل مهم و مؤثر در طراحی کانال‌های روباز است. انتخاب ‌دقیق این ضریب برای اهداف طراحی و بهره‌برداری از کانال‌های خاکی لازم و ضروری است. بنابراین پژوهش حاضر باهدف تدقیق مقادیر ضریب زبری کانال‌های خاکی با پوشش گیاهی پنجه مرغی (Cynodon dactylon) انجام‌شده است. برای انجام آزمایش‌ها، سی مقطع از کانال‌های خاکی در شبکه آبیاری و زهکشی مغان انتخاب شدند. سرعت جریان آب در مقاطع مختلف کانال‌های خاکی با مولینه، مختصات نیمرخ عرضی مقاطع کانال‌ها با دوربین نقشه‌برداری (ترازیاب) و یک شاخص مدرج اندازه‌گیری گردید. نتایج نشان داد تغییرات ضریب زبری از 01/0 تا 4/0 بود. میانگین ضریب زبری در کانال‌های خاکی با پوشش گیاهی پنجه مرغی برابر 08/0 به دست آمد. همچنین، توزیع سرعت جریان، سطح مقطع جریان، پیرامون تر شده، شعاع هیدرولیکی و ضریب زبری مانینگ در کانال‌های خاکی با پوشش گیاهی یادشده با توزیع لاگ نرمال منطبق بود. نتایج نشان داد جریان در مقاطع کانال‌های خاکی، به‌صورت آشفته بوده و با افزایش عدد رینولدز، ضریب زبری در کانال‌ها، کاهش می‌یابد. تحلیل حساسیت دبی جریان به ضریب زبری نشان داد با دو و سه برابر شدن اندازه ضریب زبری، دبی جریان به ترتیب 50 و 33 درصد مقدار میانگین ضریب زبری (08/0) بود. زمانی که ضریب زبری 50 و 25 درصد مقدار میانگین بود، دبی جریان 200 و 400 درصد دبی نظیر میانگین ضریب زبری گردید بنابراین، حساسیت دبی جریان به ضریب زبری در کانال‌های خاکی قابل‌توجه بوده و توصیه می‌شود در انتخاب و اعمال این ضریب در محاسبات یا برآوردهای مهندسی، توجه و دقت لازم معمول گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Roughness Coefficients in Vegetated Canals by Cynodon dactylon

نویسنده [English]

  • Abolfazl Nasseri
Agricultural Engineering Research Department, East Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

Roughness Coefficient (RC) is one of the important and effective factors in open channel design. The precision value RC is necessary to design and utilize earth canals. Therefore, the current study was conducted to evaluate roughness coefficients in vegetated channels by Cynodon dactylon at the Moghan plain (in North-west of Iran). In the network of Morgan, 30 drainage canal sections were selected to measure water flow velocity (with a flow meter) and canal cross sections (with profilimetery devices). Results revealed that RC varied from 0.01 to 0.4 and averaged as 0.08 in vegetated canals by Cynodon dactylon. Also, flow velocity, flow section area, wetted perimeter, hydraulic radius and roughness coefficient were lognormal in distributions. Results also showed that flows were turbulent and with an increase in Reynolds numbers, roughness coefficients decrease. Sensitivity analysis of flow rate to roughness coefficient showed that with increase as 200 and 300 percent in roughness coefficients, flow rates were 0.50 and 0.33 of flow rate from average roughness coefficient. Also, with decrease 50 and 25 percent in roughness coefficients, flow rates were 2 and 4 folds of flow rate from average roughness coefficient. Thus, sensitivity of flow rate to roughness coefficient was significant and it is recommended necessary precision in the engineering estimation and computations in the selection of roughness coefficients.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Earth canals
  • Flow resistance coefficient
  • Hydraulic resistance
  • Manning coefficient
  • vegetated canals by Cynodon dactylon
ابراهیمی، ن.، فتحی مقدم، م.، کاشفی پور، س. م.، ابراهیمی، ک. و صانعی، س.م. 1387. مطالعه تأثیر پوشش گیاهی مستغرق بر ضریب زبری رودخانه‌ای، پژوهش کشاورزی: آب، خاک و گیاه در کشاورزی. 8(1): 79-88.

حسینی، الف. 1373. بررسی مسائل هیدرولیکی در نهرچه‌های آبیاری با تکیه بر توجیه ضریب زبری. پایان‌نامه فوق‌لیسانس، گروه آبیاری، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چادری، ح. 1376، جریان کانال‌های باز (ترجمه ع.ا. صالحی نیشابوری و س. م. تقدیسیان). انتشارات جزیل.648 ص


شفاعی بجستانی، م. 1373. هیدرولیک رسوب. دانشگاه شهید چمران. اهواز. ایران

طایفه رضائی، ح. 1373. تحلیلی بر علل زهدار شدن دشت مغان. پایان‌نامه فوق‌لیسانس، گروه آبیاری، دانشکده کشاورزی کرج دانشگاه تهران، کرج. ایران

کریمی، ه. 1374. گیاهان هرز ایران. مرکز نشر دانشگاهی. تهران. ایران

مقصودی، ن. و کوچک زاده، ص. 1371. جریان‌های با سطح آزاد هیدرولیک کانال‌ها. جلد اول (جریان‌های یک‌بعدی ماندگار). دانشگاه تهران. تهران. ایران

ناصری، الف، 1379. ارزیابی ضریب مقاومت جریان در کانال‌های با پوشش گیاهی در دشت مغان، گزارش پژوهشی نهائی. موسسه تحقیقات فنی و مهندسی زراعی. سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، 195ص

Chow, V.T. 1972. Open channel hydraulics. McGraw-Hill Kogakusha, Ltd. New York. pp 680

Ciraolo, G., Ferreri, G., and Loggia, G. 2006. Flow resistance of posidonia oceanic an in shallow water. Journal of Hydraulic Research. 44 (2): 189-202.

Fathi-Moghadam, M. 2006, Effects of land slope and flow depth on retarding flow in non-summerged vegetated lands. Journal of Agronomy. 5(3): 536-540

Gilley, J.E., Eugene, R., Wieman, G.A. 1991, Roughness coefficient for selected residue materials. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 117(4):503-513.