journal of watershed management research
پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز
jwmr
Agriculture
http://jwmr.sanru.ac.ir
1
admin
2251-6174
2676-4636
10.61186/jwmr
fa
jalali
1398
2
1
gregorian
2019
5
1
10
19
online
1
fulltext
fa
محاسبه ظرفیت انتقال رسوب در رودخانه ها به کمک مدل ریاضی شبه دوبعدی
Prediction of Sediment Transport Capacity in Rivers Using Quasi Two-Dimensional Mathematical Model
فرسايش خاک و توليد رسوب
فرسايش خاک و توليد رسوب
پژوهشي
Research
<p dir="RTL" style="text-align: justify;"><br>
<strong><span dir="RTL"><span style="font-family:2 mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">منحنی سنجه رسوب رودخانه­ ها برای بسیاری از مباحث و محاسبات مهندسی رودخانه مثل لایروبی، طراحی مخازن سدها، طراحی آبگیرهای جانبی و مدیریت برداشت مصالح رودخانه ­ای</span></span></span><span dir="RTL"><span style="font-family:2 mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> یک فاکتور اساسی </span></span></span><span dir="RTL"><span style="font-family:2 mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">است. اگرچه این منحنی به­ کمک داده ­های اندازه ­گیری شده همزمان دبی جریان و دبی رسوب توسعه داده می­ شود اما به­ دلیل تعداد کم داده­ های اندازه­ گیری در زمان وقوع سیل، اعتبار این منحنی در شرایط سیلاب کم است. این خلاء را می­توان به کمک یک ابزار ساده و کاربردی مثل مدل­ های ریاضی شبه­ دوبعدی تا حدودی برطرف نمود. این مدل­ ها هم­ اکنون به عنوان یک راه­ حل بهینه و کارآمد، کاربرد گسترده­ ای در مباحث هیدرولیک جریان و رسوب رودخانه­ ها یافته­ اند. در این مدل­ ها، تغییرات سرعت در عرض رودخانه­ ها</span></span></span></strong><strong><span dir="RTL"><span style="font-family:2 mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> به کمک حل عددی معادلات دیفرانسیل ناویر-استوکس و در شرایط جریان ماندگار و یکنواخت شبیه­ سازی می­ شود. در پژوهش حاضر با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی شیونو و نایت، توزیع عرضی سرعت جریان در رودخانه قره­ سو </span></span></span><span dir="RTL"><span style="font-family:2 mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">در حل ایستگاه هیدرومتری سیاه­آب </span></span></span><span dir="RTL"><span style="font-family:2 mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">محاسبه شده و سپس به­ کمک این نتایج و تلفیق آنها با 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 متوسط 7/8 درصد می­باشد. همچنین از میان روابط مختلف انتقال رسوب، رابطه انگلوند- هانسن با خطای متوسط 34 درصد، بهترین دقت را در تخمین دبی رسوب رودخانه و استخراج منحنی سنجه رسوب داشته است. روابط تجربی یانگ و ایکرز-وایت به­ ترتیب با متوسط خطای نسبی 46 و 64 درصد، در رده­ های بعد قرار دارند. رابطه لارسن نیز با متوسط خطای نسبی 258 درصد، دارای </span></span></span><span dir="RTL"><span style="font-family:2 mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">دقت بسیار </span></span></span><span dir="RTL"><span style="font-family:2 mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">کمی است. </span></span></span></strong></p>
<p style="text-align: justify;">Sediment rating curve is an essential factor for many river engineering subjects and computations such as dredging, design of storage dams, river intakes design and sand mining management. Although, this curve is established using simultaneous measurement of flow and sediment transport discharges, however, due to lack of reliable data during flood events, it has limited reliability in flood conditions. This limitation may be coped with using a simple and practical tool like a semi two dimensional mathematical model. As an efficient and practical solution, these kinds of models currently have widespread applications in hydraulics of flow and sediment transport subjects. In this study, using the semi 2-D mathematical model of Shiono and Knight, the transverse distribution of flow velocities were computed and then with combining these results with some empirical sediment transport formulas, the lateral profiles of sediment transport and total sediment discharges were predicted across Gharesoo river at the SiahAb station. The results indicated the suitable capability of Shiono and Knight model in computation of lateral distribution of flow velocity with about mean error of 8.7 percent. Also, among the selected sediment transport formulas, the Engelund-Hansen (1967) equation with mean error of 34 percent had a highest accuracy in prediction of river sediment transport discharges and sediment rating curve. The Yang (1996) and Ackers-White (1973) equations with mean errors of 48 and 64 percent, respectively attained the second and third places. Laursen equation with mean error of 258% corresponds to very low accuracy.</p>
توزیع عرضی سرعت, توزیع عرضی رسوب کل, مدل ریاضی شبه دوبعدی, معادلات انتقال رسوب, رودخانه قرهسو
Velocity Lateral Distribution, Total Load Lateral Distribution, Quasi 2-D Mathematical Model, Sediment Transport Equations, Gharesoo River
142
153
http://jwmr.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1020-1&slc_lang=fa&sid=1
Abdolreza
Zahiri
عبدالرضا
ظهیری
zahiri.areza@gmail.com
10031947532846007860
10031947532846007860
Yes
Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
Javad
Gholinejad
جواد
قلی نژاد
javad_gholinejad@yahoo.com
10031947532846007861
10031947532846007861
No
Civil Engineering Azad University, Tehran-Central Branch
مهندسی عمران، دانشگاه آزاد واحد تهران- مرکز
Amir Ahmad
Dehghani
امیراحمد
دهقانی
amirahamd.dehghani@gmail.com
10031947532846007862
10031947532846007862
No
Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان