محاسبه توزیع عرضی انتقال رسوب در رودخانه‌ها با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی (مطالعه موردی: رودخانه قره‌سو)
محورهای موضوعی : برگرفته از پایان نامه
عبدالرضا ظهیری
1
,
جواد قلی نژاد
2
*
,
امیر احمد دهقانی
3
1 - دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران
2 - گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، ایران
3 - دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
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.
Correctly predictions of flow hydraulics and sediment parameters are very important for proper operation and management of rivers. Today, quasi two-dimensional (2D) mathematical models are widely have been used as efficient solutions in flow hydraulics and sediment problems in rivers. In these models, lateral velocity distribution is simulated by numerical solution of Navier-Stokes equations in steady and uniform flow conditions. In this paper, using the quasi 2D mathematical model of Shiono and Knight (1991), the velocity lateral distributions at the river Gharehsoo were calculated. Then using these results and several empirical sediment transport formulas, lateral distribution of bed material load and sediment transport capacity of the river were obtained. The results showed good performance of the quasi 2D model for prediction of velocity lateral distribution with 8.7 percent relative error. Furthermore, among different sediment transport formulas, Yang and Ackers-White equations have the highest accuracy with mean errors of 45% and 67%, respectively. Larson’s equation with mean error of 245% corresponds to very low accuracy.