مدل سازی شبه دوبعدی هیدرولیک جریان و بار بستررودخانه زارم رود

تعیین مقدار رسوب حمل شده توسط رودخانه ها از جنبه های متعددی حایز اهمیت است. این پارامتر در تعیین ابعاد و مشخصات هندسی سازه های تنظیم و انحراف جریان، سدهای مخزنی و نیز ایستگاه های پمپاژ موثر است. در این تحقیق محاسبه دبی جریان و بار بستر رودخانه زارم رود (در استان مازندران) به کمک مدل ریاضی شبه دوبعدی شیونو و نایت مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل بر مبنای معادلات پیوستگی و مومنتوم ناویر-استوکس بوده و به صورت متوسط در عمق ساده شده است. برای این منظور با استفاده از روش اجزاء محدود، مدل ریاضی مذکور حل عددی شده و پروفیل های عرضی سرعت جریان در رودخانه زارم رود در محل ایستگاه هیدرومتری گرم رود واسنجی شد. مقایسه نتایج مدل مذکور در دبی های مختلف جریان با داده های اندازه گیری شده حاکی از دقت بالای مدل در برآورد توزیع عرضی سرعت جریان است. سپس با استفاده از توزیع عرضی سرعت محاسباتی، توزیع عرضی بار بستر شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که از میان 17 رابطه تجربی بار بستر مورد مطالعه، رابطه رسوبی دوبوی (1879) در هر دو حالت مدل سازی یک بعدی و شبه دوبعدی دارای بهترین دقت است. این رابطه در حالت یک بعدی با انحراف معیار نسبت ناجوری 34/0 درصد مطابقت بهتری با مقادیر بار بستر اندازه گیری شده داشته و نسبت به روابط رسوبی فرایلینک (1952) و میر-پیتر و مولر (1948) به ترتیب با انحراف معیار 46/3 و 33/7 درصد از دقت بالاتری برخوردار می باشد. نتایج مدل سازی شبه دوبعدی بار بستر نشان داد که ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای سه رابطه دوبوی، فرایلینک و میر-پیتر و مولر به ترتیب حدود 45/7، 8/98 و 9/173 است که فقط رابطه دوبوی دقت قابل قبولی داشته و دو رابطه فرایلینک و میر-پیتر و مولر دارای خطای زیادی می باشند. همچنین مشخص شد که دقت مدل سازی بار بستر حاصل از رابطه دوبوی در حالت شبه دوبعدی از یک بعدی بیشتر است.