شبیه سازی عددی تغییرات مورفولوژیکی محل تلاقی آبراهه ها در شرایط تغییر هندسه دهانه شاخه فرعی

محل تلاقی از اجزاء مهم مورفولوژیکی در سامانه های رودخانه ای می باشد که به عنوان ناحیه ای با اغتشاش بالا شناخته شده است. به دلیل تغییر در مقدار و جهت سرعت، مقدار دبی جریان و همچنین دبی رسوب، پدیده هایی چون فرسایش عمیق در بستر، فرسایش سواحل و بالاخره رسوب گذاری در پایین دست محل تلاقی صورت می گیرد. این امر باعث ایجاد خسارت به ابنیه مجاور و از همه مهمتر تغییر ریخت شناسی رودخانه اصلی می شود. از این رو شناخت ساز و کار فرسایش و رسوب گذاری در این مکان ضروری است. به همین منظور در این مقاله ضمن بررسی کارایی مدل عددی CCHE2D به عنوان یک مدل متوسط گیری شده در عمق برای شبیه سازی الگوی جریان، فرسایش و رسوبگذاری در محل تلاقی شاخه های فرعی با رودخانه اصلی، تاثیر بازشدگی دهانه شاخه فرعی بر تغییرات مورفولوژیکی در کانال اصلی نیز شبیه سازی شده است. در تحقیق حاضر از نتایج مدل آزمایشگاهی موجود که به بررسی الگوی جریان و رسوب در محل تلاقی کانال فرعی به عرض ۰/۱۵ متر با یک کانال اصلی به عرض ۰/۵ متر برای دبیهای مختلف جریان و دبی رسوب تزریقی یکسان پرداخته است، جهت کالیبراسیون و همچنین ارزیابی دقت مدل CCHE2D استفاده گردید. سپس در شاخه فرعی از محل تلاقی تا یک طولی حدود ۳ برابر عرض اولیه به سمت بالادست ، بازشدگی به میزان ۰/۳۰ متر ایجاد و مدلسازی عددی در آن صورت گرفت. مقایسه بین نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی در شرایط بدون بازشدگی نشان داد که مدل عددی منتخب قادر به شبیه سازی مشخصات مورفولوژیکی محل تلاقی شامل حداکثر ارتفاع ، عرض پهنه منطقه رسوبگذار و عمق چاله فرسایشی به ترتیب با خطایی حدود ۱۴،۷/۳ و ۱۶ درصد می باشد. نتایج شبیه سازی مدل در شرایط بازشدگی نیز انطباق خوبی با نتایج مدل آزمایشگاهی نشان داد. در نهایت بررسی دو مدل نشان داد که ایجاد بازشدگی در دهانه شاخه فرعی بطور متوسط موجب تغییر حدود ۸/۴ درصدی مشخصات مورفولوژیکی کانال اصلی می شود.

کلیدواژه ها:

رودخانه ، تغییرات مورفولوژیکی ، الگوی جریان و رسوب ، مدل CCHE2D