تحلیل جریان در عرض رودخانه به روش اجزاء محدود

رودخانه های آبرفتی غالبا دارای دشت های سیلابی عریضی می باشند که در انتقال سیل، بهبود شرایط زیست گاه رودخانه، حاصل خیزی اراضی ساحلی و نیز رونق فعالیت های کشاورزی و تفریحی نقش مهمی دارند. برای محاسبه دبی جریان سیل در مجرای اصلی و دشت های سیلابی و نیز شناسایی نقاط فرسایش پذیر رودخانه، تعیین توزیع عرضی سرعت جریان و تنش برشی مرزی دارای اهمیت زیادی است. این در حالی است که در شرایط سیل، اندازه گیری پروفیل عرضی سرعت جریان و به ویژه تنش برشی نیازمند تجهیزات پیشرفته و گران قیمت است. بنابراین، استفاده از مدل های ریاضی شبه دوبعدی مبتنی بر حل معادلات پیوستگی و اندازه حرکت جریان به عنوان راه کاری مناسب در طرح های مهندسی رودخانه جایگاه ارزشمندی پیدا نموده است. در این مقاله با حل عددی مدل ریاضی شبه دوبعدی شیونو و نایت به کمک روش اجزاء محدود، ابتدا توزیع عرضی سرعت در رودخانه میناب (ایستگاه برنطین) با استفاده از داده های صحرایی واسنجی شد. بیشینه خطای مدل در برآورد دبی جریان سیلاب حدود 13 درصد به دست آمد. سپس توزیع عرضی تنش برشی برای سیلاب سال 1374 شبیه سازی شده و به کمک آن تغییرات هندسه مقطع عرضی رودخانه تحلیل شد. نتایج این تحقیق نشان داد که وضعیت فرسایش و رسوب گذاری در عرض رودخانه بر اساس تنش های برشی به دست آمده از مدل ریاضی به واقعیت بسیار نزدیک می باشد.