ارائه مدل تحلیلی جریان غالب در رودخانه های آبرفتی
Abstract
در مسایل مورفودینامیکی و ساماندهی رودخانه، جریان غالب شکل دهنده آبراهه به عنوان دبی طراحی در مسایلی چون احیاء رودخانه استفاده میشود. اصولاً جریان غالب می تواند به روش صحرایی، جریان با یک دوره بازگشت معین و یا جریان موثر محاسبه شود. تعادل اشکال رودخانه ها متأثر از انرژی ناشی از جریان آب و مقاومت رسوبات در مقابل فرسایش است و جریان موثر هم جریانی است که بیشترین رسوب را در طول دوره آماری انتقال می دهد. هرگونه تغییر در مورفولوژی آبراهه نتیجه تغییرات محلی در رسوب است. وقتی رودخانه در تعادل و یا رژیم است، مورفولوژی مقطع پر خودش را نسبت به جریانی که باعث انتقال بیشترین رسوب می شود تنظیم می کند. بطوریکه طی دوره ای هیچ فرسایش و یا رسوبگذاری خالصی در طول آبراهه وجود نخواهد داشت، اما هرگونه تغییر در رژیم جریان و یا رسوب رودخانه مقدار این جریان را تغییر داده و منجر به ناپایداری در آبراهه خواهد شد. این ناپایداری در آبراهه تا رسیدن به شرایط جدید ادامه داشته و آبراهه برای رسیدن به تعادلی جدید لازم است که خود را با شرایط جدید وفق دهد. در این پایان نامه تخمین جریان موثر با استفاده از بار معلق اندازه گیری شده و بار بستر محاسبه شده برای 11 رودخانه شنی و 7 رودخانه ماسه ای به روش های محاسباتی مختلف شامل منحنی سنجه رسوب، روش میانگین، قدرت جریان اضافی بررسی شده و فاکتورهای تأثیرگذار در تعیین این جریان ارزیابی شده است. در کنار روش محاسباتی برای جریان موثر، مدلی تحلیلی برای این جریان تحت شرایط مختلف رودخانه ای بررسی شده است. نتایج بدست آمده از مدل توانست با اختلاف قابل قبولی گویای مقدار واقعی برای جریان موثر بوده و می تواند برای تعیین دبی طراحی برای رودخانه تحت شرایط موجود آن استفاده شود. نتایج بدست آمده برای جریان موثر برای بار بستر و بار معلق در دو نوع اصلی رودخانه های شنی و ماسه ای متفاوت است. در رودخانه های شنی برای بار معلق جریان موثر کمتری نسبت به بار بستر بدست آمده و همچنین در این نوع رودخانه ها جریان موثر برای بار بستر دوره بازگشت بزرگتری نسبت به جریان مقطع پر دارا می باشد. در رودخانه های ماسه ای عکس حالت قبل جریان موثر برای دو بار بستر و معلق یکسان عمل کرده و دارای مقادیری برابر و یا کوچکتر از جریان مقطع پر بوده اند. این نتایج نشان داده که در بررسی و محاسبه جریان موثر در رودخانه های شنی لازم است که بار بستر محاسبه شود و برای دست یافتن به نتایجی بهتر لازم است که بار بستر اندازه گیری شده استفاده شود. اما در بررسی رفتار جریان موثر برای رودخانه های ماسه ای استفاده از تنها بار معلق در این نوع رودخانه ها کافی می باشد.