توسعه مدل تحلیلی برای شبیه سازی مسلح شدن بستر رودخانه ها در شرایط سیلابی

فرایند مسلح شدن بستر از آن جهت حائز اهمیت است که ترازکاهی بستر را تحت تأثیر خود قرار می دهد. فرایند ترازکاهی باعث ناپایداری رودخانه ها شده و این ناپایداری باعث تغییراتی در خصوصیات هیدرولیکی و مورفولوژیکی رودخانه می شود چنانچه جلوی این تغییرات گرفته نشود خسارات زیادی را موجب می شود. فرایند ترازکاهی سالانه خسارات زیادی به سازه های احداث شده بر روی رودخانه ها وارد می کند. از این جهت شناسائی میزان ترازکاهی و فرایند مسلح شدن بستر امری ضروری به نظر می رسد تا در هنگام طراحی سازه ها تدابیر مناسب برای مقابله با آن اتخاذ شود. هدف از این تحقیق توسعه مدلی تحلیلی است که تغییرات دانه بندی، تراز و شیب بستر را در شرایط سیلابی در حین فرایند مسلح شدن بستر محاسبه می کند. به دست آوردن جواب های تحلیلی برای معادلات تغییر تراز بستر، کاری بسیار دشوار و اغلب غیر ممکن است. با وجود این اگر فرض شود که جریان شبه پایدار می باشد، با ساده سازی های انجام شده، حل تحلیلی این معادلات ممکن خواهد بود. در این مدل، غیر یکنواختی ذرات نیز با استفاده از تابع پنهان شدگی در نظر گرفته شده است. در این تحقیق با استفاده از حل معادلات حاکم، متغیرهای مجهول شامل پارامترهای هیدرولیکی جریان، توزیع دانه بندی، شیب، تراز سطح و بار بستر رودخانه در هر زمان از شروع سیلاب به دست می آید. در رساله پیش رو با در نظر گرفتن غیر یکنواختی مواد بستر، غیر دائمی بودن جریان و در نظر گرفتن رسوبات ورودی از بالادست بازه شرایط واقعی رودخانه شبیه سازی شده است. در نهایت مدل، با داده های آزمایشگاهی در شرایط سیلابی و غیر سیلابی و همچنین با مدلی تحلیلی مقایسه شده است. نتایج حاصل از مدل نشان می دهد که در حین فرایند مسلح شدن، مواد بستر رودخانه درشت دانه تر می شوند. قابل ذکر است با وجود درشت دانه شدن بستر، تمامی اندازه ذرات موجود در بستر اولیه در بستر مسلح نیز با درصد حجمی متفاوت وجود دارند. همچنین مقایسه معادلات مختلف باربستر نشان می دهد که معادله meyer-peter and muller (1948) قابلیت بیشتری از خود در مقایسه با سایر معادلات، در شبیه سازی بار انتقالی روند تغییرات آن در بسترهای شنی نشان داده است. پس از صحت سنجی و تحلیل حساسیت مدل با داده های آزمایشگاهی، در نهایت تأثیر شکل هیدروگراف (متقارن و نامتقارن) بر تغییرات بستر رودخانه بررسی شده است.