برآورد ظرفیت انتقال رسوب رودخانه ها با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی

پیام:
چکیده:
سابقه و هدف
تخمین مناسب دبی جریان و رسوب در رودخانه ها به عنوان اطلاعات پایه برای بسیاری از طرح ها و پروژه های مهندسی رودخانه دارای اهمیت است. تاکنون از رابطه دبی-اشل و منحنی سنجه رسوب به عنوان ابزار اصلی محاسبه این دو پارامتر استفاده شده است. با وجود اهمیت بسیار زیاد دبی جریان در محاسبات هیدرولیک رودخانه ها، تاکنون روش و مدل ریاضی خاصی منظور تعیین دبی ارائه نشده و کماکان مهم ترین روش محاسبه دبی جریان، اندازه گیری سرعت در عرض رودخانه و سپس انتگرال گیری از توزیع سرعت است. اندازه گیری میدانی توزیع سرعت در رودخانه ها کاری زمان بر و پرهزینه بوده و در شرایط وقوع سیلاب، بسیار خطرناک خواهد بود (5). بر خلاف دبی جریان، برای محاسبه رسوب معلق و کل رودخانه ها، روش ها و مدل های ریاضی زیادی توسط محققین پیشنهاد شده است (4، 8، 26). اغلب مدل های ریاضی محاسبات رسوبی دارای تئوری و مبانی پیچیده ای بوده و به داده های ورودی زیادی نیز نیاز دارند. با توجه به شرایط خاص رودخانه های کشور و عدم وجود داده های هیدرولیکی و رسوبی مناسب، ضروری است راه حل ها و راهکارهای مناسبی پیشنهاد شوند. یکی از راهکارهای مناسب در این زمینه، استفاده از مدل های ریاضی شبه دوبعدی است (9، 10، 11، 28). شیونو و نایت (1991) با ارائه یک مدل شبه دوبعدی توزیع عرضی سرعت، محاسبه دبی جریان در رودخانه های سیلابی را با دقت قبولی امکان پذیر نمودند (24).
مواد و روش ها
در این پژوهش برای استفاده کاربردی از مدل های ریاضی در محاسبات همزمان هیدرولیک جریان و رسوب، از یک مدل ریاضی شبه دوبعدی برای محاسبه دبی جریان و ظرفیت حمل رسوب استفاده شده و در ایستگاه هیدرومتری ملاثانی در رودخانه کارون واسنجی و صحت سنجی شده است. برای شبیه سازی حمل رسوب در این رودخانه، از سه رابطه تجربی انتقال رسوب شامل انگلوند-هانسن (1967)، ایکرز-وایت (1973) و یانگ (1979) استفاده شده است. تعداد اندک داده های ورودی مدل پیشنهادی این پژوهش، مزیت مهم آن نسبت به مدل های ریاضی پیچیده دو و سه بعدی است.
یافته ها
نتایج این پژوهش نشان داد که رابطه دبی-اشل بدست آمده از این مدل در مراحل واسنجی و صحت سنجی به ترتیب دارای متوسط خطای نسبی حدود 4/2 و 4 درصد است که برای رودخانه عریضی مثل کارون قابل قبول است. همچنین مشخص شد که از بین روابط تجربی مورد استفاده برای برآورد انتقال کل رسوب در این پژوهش، رابطه یانگ در محدوده دبی-های پایین جریان (کوچکتر از 800 مترمکعب بر ثانیه) دارای کارایی مناسب تری است. این در حالی است که روابط رسوبی انگلوند-هانسن و ایکرز-وایت در محدوده دبی های پایین جریان، برآورد کمتری از واقعیت ارائه کرده اما در دبی های بالا (بزرگتر از 1000 مترمکعب بر ثانیه) نتایج بهتری نشان می دهند.
نتیجه گیری
با توجه به اهمیت فراوان انتقال رسوب در شرایط سیلاب، استفاده از روابط انگلوند-هانسن و ایکرز-وایت در این شرایط در ایستگاه ملاثانی منطقی تر بوده و نتایج قابل قبول تری خواهند داشت.
زبان:
فارسی
صفحات:
143 تا 158
لینک کوتاه:
magiran.com/p1450694 
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!