توسعه مدل شبه دو بعدی sdar برای شبیه سازی تغییرات تراز بستر رودخانه های آبرفتی
چکیده
در این مقاله مدل ریاضی شبه دو بعدی sdar1 که با هدف شبیه سازی خصوصیات جریان و تغییرات تراز بستر رودخانه ها توسط مولفان توسعه داده شده معرفی می شود. این مدل از ترکیب دو الگوریتم اصلی هیدرولیک و انتقال رسوب تشکیل شده است. مدل جدید sdar از قابلیتهای متعددی برخوردار است که محاسبه نرخ انتقال رسوب، تعیین میزان فرسایش و رسوب گذاری،شبیه سازی نیمرخ طولی و عرضی، و پیش بینی وقوع پدیده آرمور یا مسلح شدن کف رودخانه را می توان برشمرد. الگوریتم مدل sdar به گونه ای تنظیم شده که قادر است تغییرات سرعت، تنش برشی و نرخ انتقال رسوب را در امتداد عرضی مشخص کند. از این رو مدل دارای ماهیت شبه دو بعدی ( s-2d )2 است. برای تحقق این ویژگی مهم، رودخانه به چند لوله جریان3 که دارای دبی مساوی ولی با مشخصه های هندسی متفاوتی اند تقسیم می شود. در هر لوله روندیابی رسوب و تعیین تغییرات تراز بستر به طور مجزا انجام می گیرد. دراین تحقیقات همچنین با معرفی مفهوم لوله جریان بازه ای4 اتصال شاخه ها و انشعابات جانبی، تغذیه یا برداشت آب و رسوب در حالت شبه دو بعدی فراهم شده و محدودیتهای موجود نسبت به مدلهای مشابه مرتفع شده است. واسنجی یا کالیبراسیون مدل با بهره گیری از داده های رودخانه ای و آزمایشگاهی طی چند مرحله متوالی انجام گرفته و عملکرد آن با مدلهای مرجع مقایسه شده است. این بررسیها توانایی مدل sdar را برای شبیه سازی تغییرات تراز بستر و خصوصیات هیدرولیکی در شرایط گوناگون تأیید می کند. این مدل با دارا بودن توانایی شبیه سازی خصوصیات بستر در امتداد عرضی و طولی، گزینه مناسبی برای انجام مطالعات و تدارک اطلاعات کاربردی در عرصه های مختلف مهندسی و ساماندهی رودخانه ها قلمداد می شود.