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

الموضوعات :

عبدالرضا ظهیری ¹ (دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران)
جواد قلی نژاد ² (گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، ایران)
امیر احمد دهقانی ³ (دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران)

تاريخ الإرسال : 11 الأربعاء , صفر, 1436 تاريخ التأكيد : 16 الثلاثاء , جمادى الأولى, 1440 تاريخ الإصدار : 14 الخميس , ربيع الأول, 1440

الکلمات المفتاحية: توزیع عرضی سرعت, توزیع عرضی رسوب کل, مدل ریاضی شبه دوبعدی, رودخانه قره‌سو,

ملخص المقالة :

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 می‌شود. در پژوهش حاضر با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی شیونو و نایت (1991)، توزیع عرضی سرعت جریان در رودخانه قره‌سو محاسبه شده و سپس به کمک این نتایج و نیز با استفاده از روابط تجربی انتقال رسوب، توزیع عرضی رسوب کل و ظرفیت انتقال رسوب رودخانه تعیین شد. نتایج حاصله نشان دهنده عملکرد مناسب مدل شبه دوبعدی در برآورد توزیع عرضی سرعت جریان با خطای نسبی 7/8 می‌باشد. همچنین از میان روابط مختلف انتقال رسوب، روابط یانگ و ایکرز-وایت به ترتیب با متوسط خطای نسبی 45 و 67 درصد، دارای بیشترین دقت می‌باشند. رابطه لارسن با متوسط خطای نسبی 245 درصد، دارای دقت بسیار کمی است.

المصادر:

منابع

1)       Ackers, P. and White, W.R. 1973. Sediment transport: new approach and analysis. Journal of Hydraulics Division, ASCE, 99(11): 2040–2060.

2)       Ayyoubzadeh, A. and Zahiri, A. 2005. Application of envelope section method in investigation of sediment transport hydraulics in river compound channels using combined model of hydraulic-sediment. Modares Civil Engineering Journal, 21:71-93. (In Persian)

3)       Engelund, F. and Hansen, E. 1967. A monograph on sediment transport in alluvial streams. Tekniks Forlag, Copenhagen, Denmark.

4)       Ervine, D. A., Babaeyan-Koopaei, K. and Sellin, R. H. J. 2000. Two-dimensional solution for straight and meandering overbank flows. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 126(9):653-669.

5)       Hu, C., Ju, Z. and Guo, Q. 2010. Flow movement and sediment transport in compound channels. Journal of Hydraulic Research, IAHR, 48(1): 23-32.

6)       Knight, D. W. and Abril, J. B. 1996. Refined calibration of a depth-averaged model for turbulent flow in a compound channel. Proceeding Civil Engineering of Water, Maritime & Energy, 118: 151-159.

7)       Laursen, E. M. 1958. The total sediment load of streams. Journal of Hydraulic Division, ASCE, 84(1): 1530-1536.

8)       Meyer-Peter, E. and Müller, R. 1948. Formulas for bed-load transport. 2^nd International Association for Hydraulic Research, Stockholm, Sweden.

9)       Shiono, K. and Knight, D. W. 1991. Turbulent open-channel flows with variable depth across the channel. Journal of Fluid Mechanics, 222: 617-646.

10)   US Army Corps of Engineers. 1990. Waimea river sediment study (Kauai, Hawaii). Technical Report HL-90-3, Vicksburg, Mississippi.

11)   Van Rijn, L. 1989. Handbook sediment transport by current waves. Delft Hydraulics, Netherlands.

12)   Yang, C. T. 1996. Sediment transport: theory and practice. Mc-Grow Hill companies, 396p.

Yang, C. T., Treviño, M. A. and Simões, F. J. M. 1998. User’s manual for GSTARS2.0. USBR, Technical Service Center, Denver