Flow structure in straight compound channel section of River Rhône in France for overbank flow

This paper investigates flow structures in a relatively straight compound channel of a river for overbank flows based on field measurements. Field measurements of instantaneous velocity were carried out using Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) at two cross sections of the River Rhône, at Pierre-Bénite near Lyon in France, for two flood events of 1600m3/s and 2380m3/s in April 2006. The study reach can be approximated as a straight trapezoidal compound channel, whose floodplain is vegetated with a relatively uniform density of mature trees. With the ADCP velocity data and bathymetry, the data analyses were carried out to estimate bed shear stress using the log-law and to identify secondary flows using the vorticity equation. Higher secondary currents and vorticity values are observed near the banks, especially on the side slope, which is similar to laboratory experimental results of the compound channel with vegetation in the literature. Since the flows were relatively steady and uniform in straight compound channel, a modified Shiono and Knight Method (SKM) was applied to identify the significance of bed friction, weight component, transverse Reynolds stress, secondary flow and drag force in two flood events. The drag force was included as an additional momentum sink term in the Navier-Stokes equation to account for the vegetation on the floodplain. The relative weights of the different terms in the modified SKM and their importance for the analyzed flood events are assessed. / L'article étudie les structures d'écoulement dans une section de rivière en forme de lit composé en se basant sur des mesures de terrain. Les mesures de vitesse ont été effectuées avec un ADCP dans deux sections du Rhône à Pierre Bénite près de Lyon pour deux crues de débit de 1600 et 2380 m3/s en avril 2006. Le bief peut être considéré comme trapézoïdal jusqu'au débordement où le lit majeur est végétalisé avec une densité quasiment uniforme d'arbres. L'analyse des données a permis d'estimer le cisaillement au fond en utilisant un profil de vitesses logarithmique et les courants secondaires ont été mis en évidence en utilisant la vorticité. Les plus fortes valeurs de courants secondaires et de vorticité sont observées près des berges sur la partie en pente, ce qui est similaire aux résultats en laboratoire. Puisque l'écoulement est presque uniforme, la méthode de Shiono et Knight (SKM) est utilisée pour identifier l'importance du frottement, du poids, du cisaillement de Reynolds transversal et des écoulements secondaires pendant les deux crues. Le modèle inclut la traînée comme source de moment additionnel dans l'équation de Navier Stokes en raison de la végétation.