Impacts of pool and vegetated banks on turbulent flow characteristics: Fid-Bau Portal

Impacts of pool and vegetated banks on turbulent flow characteristics

Afzalimehr, Hossein

La morphologie du fond des étendues et cours d’eau et la végétation environnante peut beaucoup influer sur les caractéristiques de l’écoulement d’eau. Les structures morphologiques à l’échelle macroscopiques, comme les mouilles, donnent lieu à un écoulement d’eau non uniforme. La végétation influe sur l’intensité des turbulences, les contraintes de cisaillement et la distribution des vitesses d’écoulement. À ce jour, on dénombre peu d’études traitant de l’impact des mouilles et de la végétation poussant au bord des cours d’eau sur les caractéristiques de l’écoulement de l’eau. En se basant sur des expériences réalisées en laboratoire, la présente étude s’intéresse aux effets des mouilles et de la végétation présente au bord des cours d’eau sur la vitesse d’écoulement de l’eau, sur la tension de Reynolds et sur la distribution de l’intensité des turbulences. On compare les résultats obtenus dans le cas d’un canal comportant une mouille et des rives végétalisées à ceux obtenus dans le cas d’un canal comportant une mouille, mais dépourvu de rives végétalisées. Les résultats montrent que les effets combinés des rives végétalisées et de la mouille intensifient le phénomène de chute soudaine de la vitesse d’écoulement et modifie la structure et les caractéristiques de ce dernier. On observe en outre qu’à proximité de l’entrée de la mouille et des rives végétalisées, l’estimation du coefficient de rugosité est rendue difficile par la complexité de l’écoulement. Par conséquent, il est difficile d’utiliser les équations de Navier-Stokes en moyennes de Reynolds pour interpréter les résultats obtenus. [Traduit par la Rédaction]

Bed forms and vegetation significantly influence flow characteristics. Macro-scale bed forms, such as pools, result in non-uniformity in flow; vegetation alters turbulence intensity, shear stress, and velocity distributions. To date, limited work on impacts of pools and vegetated banks on flow characteristics has been reported. Based on experiments carried out in laboratory, this study investigates the effects of pool and vegetated banks on flow velocity, Reynolds stress and turbulence intensity distributions. Results for a channel with pool and vegetated banks (vegetated-bank pool channel) are compared to those for channel with pool but without vegetation on pool banks (bare-bank pool channel). Results show that the combined impacts by vegetated banks and pools will intensify dip phenomenon and change the flow structure and its characteristics. It is also found that near both the pool entry and vegetated banks, estimation of the roughness coefficient is affected by the complex flow conditions. As a consequence, it is difficult to apply the Reynolds-averaged Navier-Stocks equations to interpret the results.