مدلسازی عددی انتقال رسوب، بررسی وضعیت فرسایش و رسوب گذاری رودخانه با استفاده از مدل عددی HEC-RAS (مطالعه موردی رودخانه شیرین دره)

پدیده فرسایش و رسوب گذاری تحت اثر سیلاب باعث تغییر فرم بستر و مقطع هندسی رودخانه می شود. برای بررسی این پدیده نیز مدل های ریاضی و روابط متعدد انتقال رسوب در رودخانه ها ارائه شده است که به علت تأثیر تغییرات مکانی و زمانی شرایط هیدرولوژیکی حوضه آبریز و هیدرولیک رودخانه از پیچیدگی خاصی برخوردار است. در این تحقیق نتایج حاصل از وضعیت فرسایش و رسوب گذاری در بازه ای از رودخانه شیرین دره واقع در استان خراسان شمالی، با استفاده از معادلات مختلف انتقال رسوب ارائه می شود. بدین منظور از مدل نرم افزاری HEC-RAS که قابلیت مدلسازی جریان آب رسوب در بسترهای متحرک را دارا است، استفاده شده است. برای مدلسازی رسوب رودخانه 15 نمونه رسوب در طول رودخانه (به طول 37 کیلومتر) نمونه برداری انجام گرفت. بعد از کالیبره کردن مدل، نتایج حاصل از آن برای اجرای هیدرولیک رسوب رودخانه مورد استفاده قرار گرفت. با شبیه سازی هیدرولیک جریان و رسوب، ظرفیت انتقال رسوب رودخانه در مقاطع مختلف رودخانه محاسبه گردید. سپس مدل برای دبی 25 ساله (284/4 متر مکعب بر ثانیه) اجراء گردید. پس از مدلسازی هندسی، جریان شبه غیرماندگار، اعمال شرایط مرزی و لحاظ کردن دانه بندی بستر در طول رودخانه، هفت رابطه پرکاربرد تفالتی، ایکرز-وایت، ویلکاک، میر-پیتر-مولر، انگلند-هانسون، لارسون(کوپلند)و یانگ برای انتقال رسوب و روش ون راین برای محاسبه سرعت سقوط ذرات در نظر گرفته شد. مقایسه بین نتایج داده های بدست آمده و اندازه گیری شده نشان می دهد که معادله ایکرز-وایت با داشتن خطای کمتر برآورد قابل قبول تری نسبت به سایر معادله ها داشته است. همچنین نتایج بررسی گویای آن است که وضعیت هیدرولیک جریان در طول رودخانه به گونه ای است که تمامی مقاطع رودخانه در وضعیت فرسایش قرار دارد.

کلیدواژه ها:

فرسایش ، رسوب گذاری ، انتقال رسوب ، مدل HEC-RAS ، رودخانه شیرین دره