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

Authors

Abstract:

سابقه و هدف: تخمین مناسب دبی جریان و رسوب در رودخانه‌ها به عنوان اطلاعات پایه برای بسیاری از طرح‌ها و پروژه‌های 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 رودخانه‌ها، تاکنون روش و مدل ریاضی خاصی منظور تعیین دبی ارائه نشده و کماکان مهم‌ترین روش محاسبه دبی جریان، اندازه‌گیری سرعت در عرض رودخانه و سپس انتگرال‌گیری از توزیع سرعت است. اندازه‌گیری میدانی توزیع سرعت در رودخانه‌ها کاری زمان‌بر و پرهزینه بوده و در شرایط وقوع سیلاب، بسیار خطرناک خواهد بود (5). بر خلاف دبی جریان، برای محاسبه رسوب معلق و کل رودخانه‌ها، روش‌ها و مدل‌های ریاضی زیادی توسط محققین پیشنهاد شده است (4، 8، 26). اغلب مدل‌های ریاضی محاسبات رسوبی دارای تئوری و مبانی پیچیده‌ای بوده و به داده‌های ورودی زیادی نیز نیاز دارند. با توجه به شرایط خاص رودخانه‌های کشور و عدم وجود داده‌های هیدرولیکی و رسوبی مناسب، ضروری است راه‌حل‌ها و راهکارهای مناسبی پیشنهاد شوند. یکی از راهکارهای مناسب در این زمینه، استفاده از مدل‌های ریاضی شبه‌دوبعدی است (9، 10، 11، 28). شیونو و نایت (1991) با ارائه یک مدل شبه‌دوبعدی توزیع عرضی سرعت، محاسبه دبی جریان در رودخانه‌های سیلابی را با دقت قبولی امکان‌پذیر نمودند (24).مواد و روش‌ها: در این پژوهش برای استفاده کاربردی از مدل‌های 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 صحت‌سنجی شده است. برای شبیه‌سازی 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 داده‌های ورودی مدل پیشنهادی این پژوهش، مزیت مهم آن نسبت به مدل‌های ریاضی پیچیده دو و سه‌بعدی است. یافته‌ها: نتایج این پژوهش نشان داد که رابطه دبی-اشل بدست آمده از این مدل در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی 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 مناسب‌تری است. این در حالی است که روابط رسوبی انگلوند-هانسن و ایکرز-وایت در محدوده دبی‌های پایین جریان، برآورد کمتری از واقعیت ارائه کرده اما در دبی‌های بالا (بزرگتر از 1000 مترمکعب بر ثانیه) نتایج بهتری نشان می دهند. نتیجه‌گیری: با توجه به اهمیت فراوان انتقال رسوب در شرایط سیلاب، استفاده از روابط انگلوند-هانسن و ایکرز-وایت در این شرایط در ایستگاه ملاثانی منطقی‌تر بوده و نتایج قابل قبول‌تری خواهند داشت.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

محاسبه توزیع عرضی انتقال رسوب در رودخانه‌ها با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی (مطالعه موردی: رودخانه قره‌سو)

پیش‌بینی صحیح پارامترهای هیدرولیک جریان و رسوب برای بهره‌برداری و مدیریت بهتر رودخانه‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. امروزه مدل‌های ریاضی شبه‌دوبعدی به عنوان یک راه‌حل بهینه و کارآمد، کاربرد گسترده‌ای در مباحث هیدرولیک جریان و رسوب رودخانه‌ها یافته‌اند. در این مدل‌ها، تغییرات سرعت در عرض رودخانه‌ها به کمک حل عددی معادلات دیفرانسیل ناویر-استوکس و در شرایط جریان ماندگار و یکنواخت شبیه‌سازی می‌شو...

full text

برآورد دبی انتقال رسوب رودخانه با استفاده از مدل ریاضی HEC-RAS

برآورد مقدار بار رسوبی که یک جریان مشخص، قادر به حمل آن است یکی از موضوعات اصلی تحقیقات رسوب می­باشد. رودخانه ابهررود یکی از رودخانه­های مهم استان زنجان است که کشاورزی منطقه به آن وابسته می­باشد. در پژوهش حاضر از مدل HEC-RAS 4.1، به‌منظور شبیه­سازی جریان رسوبات رودخانه ابهررود استفاده شده است. بدین منظور با استفاده از نقشه DEM این رودخانه با مقیاس 1:4000، در بسته الحاقی Hec-GeoRas در نرم­افزار ...

full text

برآورد دبی انتقال رسوب رودخانه شاهرود با استفاده از مدل ریاضی HEC-RAS

برآورد مقدار بار رسوبی که یک جریان مشخص قادر به حمل آن است، یکی از موضوعات اصلی تحقیقات رسوبی می­باشد. رودخانه شاهرود واقع در استان قزوین یکی از رودخانه­های مهم استان قزوین می­باشد که نقش مهمی در تامین آب کشاورزی منطقه بخصوص تامین آب سد سفید رود دارد.در تحقیق حاضربا استفاده از مدل HEC-RAS به بررسی وضعیت فرسایش و رسوبگذاری رودخانه شاهرود پرداخته شد. همچنین با استفاده از دبی های حداکثر اندازه گیر...

full text

بررسی انتقال رسوب و تغییرات بستر رودخانه با استفاده از مدل ریاضی Gstars3 ( مطالعه موردی: رودخانه گاوه رود)

چکیدهمطالعه رفتار مواد رسوبی و تأثیر آن بر تغییر مورفولوژی رودخانه و هیدرولیک آن دارای اهمیت فراوانی است. همچنین به منظور بررسی دقیق مساله رسوب در مخازن سدها بایستی فرآیند انتقال رسوب در رودخانه را مورد بررسی قرار داد. از آنجایی که استفاده از روشهای ریاضی مبتنی بر معادلات حاکم بر پدیده انتقال و توزیع رسوبات یکی از مناسبترین روشها می‌باشد؛ در این مقاله انتقال رسوب در بخشی از رودخانه گاوه رود با ...

full text

مقایسه خصوصیات جریان در مدل فیزیکی با نتایج مدل‌‌های ریاضی یک بعدی، شبه دوبعدی و دوبعدی در یک بازه رودخانه

کاربرد مدل‌های ریاضی در طرح‌های مهندسی رودخانه اجتناب ناپذیر است. با این وجود، نیاز حداقل به اطلاعات صحرایی، حجم محاسباتی اندک و درجه اعتماد مدل‌های ریاضی در رودخانه‌ها باید مورد نظر قرار گیرد. هدف اصلی در تحقیق حاضر، مقایسه نتایج شبیه سازی جریان پایدار از مدل‌های ریاضی شناخته شده با نتایج نظیر از یک مدل فیزیکی رودخانه ای بوده است. برای این منظور، مدل فیزیکی بستر ثابت یک بازه از رودخانه نازلو (...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 22  issue 2

pages  143- 158

publication date 2015-08-23

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023