4-22 – ارزیابی مدل ها.. 119
4-23 – آزمون T Student 119
5- بحث و نتیجه گیری. 121
1-5- بازسازی رسوب در ایستگاه کشکان پلدختر. 121
5-2 توزیع سیلاب ها در ماه های مختلف. 121
5-3 نوع توزیع سیلاب ها. 121
5-4 کاربرد نرم افزارهای HEC RAS4.1 و GEP 4.3 در حوزه آبخیز کشکان 121
5-5 اجرای نرم افزارها. 122
5-6 انتقال رسوب سیلاب ها و تغییرات زمانی آن در حوزه آبخیز کشکان (ایستگاه کشکان پلدختر). 122
4-7 نتایج شبیه سازی رسوب نرم افزار HEC RAS 4.1. 123
5-8 نتایج شبیه سازی رسوب نرم افزار GEP 4.3. 124
5-9 انتقال رسوب سیلاب با حداکثر رسوب در مراحل واسنجی و اعتبارسنجی نرم افزار HEC RAS 4.1. 124
عنوان صفحه
5-10 نتایج شبیه سازی رسوب در مرحله واسنجی و اعتبارسنجی نرم افزار GEP 4.3 124
5-11 رسوب حداکثر و حداقل سیلاب ها در نرم افزار HEC RAS 4.1. 125
5-12 رسوب حداکثر و حداقل سیلاب ها در نرم افزار GEP 4.3. 125
5-13 تغییرات انتقال رسوب در ماه های مختلف. 125
5-14 نتایج بررسی متوسط انتقال رسوب. 127
5-15 نسبت تغییرات انتقال رسوب در ماه های مختلف. 128
5-16 نتایج ارزیابی و حساسیت سنجی مدل. 128
5-17 آزمون فرضیه ها. 130
5-18 پیشنهادات پژوهشی. 131
6- منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..131
فهرست اشکال
موضوع ………………………………………… صفحات
2- کلیات و مرور منابع
شکل2-1- مراحل مختلف واسنجی داده ها در مدلسازی…………. 11
3-مواد و روشها
شکل3-1- موقعیت منطقه مورد مطالعه…………………… 62
شکل3-2- بازه مورد مطالعه در رودخانه کشکان…………… 72
شکل3-3- تعریف کلاسهای دانهبندی در نرمافزار HEC RAS 4.1 …. 73
شکل3-4- نمودار لارسن برای تعیین تابع ……………. 79
شکل3-4- نمودار روند اجرای مدل GEP 4.3………………… 83
شکل3-5- نمودار تجربی نسبت باربستر به بار معلق در رودخانهها 86
4-نتایج
شکل 4-1- منحنی سنجه رسوب برای تعیین بار معلق در ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر…………………………………………. 91
شکل4-2- توزیع وقوع سیلاب د ردوره آماری………………. 91
شکل 4-3- نمودار تحلیل فراوانی حداکثر سیل در ایستگاه کشکان پلدختر 92
شکل4-4- منحنی دانهبندی بازه مطالعاتی در رودخانه کشکان…. 93
شکل 4-5- رسوب تجمعی سیلابهای دوره آماری با بهره گرفتن از نرمافزار HEC RAS 4.1………………………………………………. 94
شکل 4-6- رسوب معلق تجمعی سیلابها در دوره واسنجی و اعتبا سنجی HEC RAS 4.1 95
شکل 4-7- روند تغییرات رسوب معلق شبیهسازی و اندازه گیری سیلابها درواسنجی با HEC RAS 4.1 ……………………………………………………………………………………………………. 96
شکل 4-8- روند تغییرات رسوب معلق شبیهسازی و اندازه گیری سیلابها در اعتبارسنجی با HEC RAS 4.1……………………………………. 97
شکل 4-9- سیلاب با رسوب حداقل و حداکثر دوره آماری در نرمافزار HEC RAS 4.1 97
شکل 4-10- رسوب معلق تجمعی سیلابها در دی، بهمن، اسفند و فروردین با HEC RAS 4.1…………………………………………….. 99
شکل 4-11- نحوه شبیهسازی رسوب معلق سیلابهای ماه دی HEC RAS 4.1 100
شکل 4-12- نجوه شبیهسازی رسوب معلق سیلابهای ماههای بهمن با بهره گرفتن از HEC-RAS 4.1……………………………………………. 100
شکل 4-13- نجوه شبیهسازی رسوب معلق سیلابهای ماههای اسفند با بهره گرفتن از HEC-RAS 4.1……………………………………………. 101
شکل 4-14- نجوه شبیهسازی رسوب معلق سیلابهای ماههای فروردین با بهره گرفتن از HEC-RAS 4.1…………………………………………. 101
شکل 4-15- نحوه شبیهسازی حداقل(الف)وحداکثر(ب) رسوب معلق سیلابهای ماههای دی ، در نرمافزارHEC RAS 4.1……………………………………. 102
شکل 4-16- نحوه شبیهسازی حداقل(الف)وحداکثر(ب) رسوب معلق سیلابهای ماههای بهمن،در نرمافزارHEC RAS 4.1………………………………………………………………………………………… 102
شکل 4-17- نحوه شبیهسازی حداقل(الف) و حداکثر(ب)رسوب معلق سیلابهای ماههای اسفند در نرمافزار HEC RAS 4.1…………………………………….. 103
فهرست اشکال
موضوع ………………………………………… صفحات
شکل4-18-نحوه شبیهسازی حداقل(الف)وحداکثر(ب)رسوب معلق سیلابهای ماههای فروردین در نرمافزار HEC RAS 4.1…………………………………………………………………………………………… 103
شکل 4-19- رسوب معلق تجمعی سیلابها در دوره آماری با بهره گرفتن از نرمافزار GEP 4.3…………………………………………………………………………………………………………………… 105
شکل 4-20- سیلاب با حداقل و حداکثر رسوب معلق در نرمافزار GEP 4.3 106
شکل 4-21- مقایسه رسوب معلق شبیهسازی و اندازه گیری سیلابها در دوره واسنجی با نرمافزار GEP 4.3………………………………….. 107
شکل 4-22- مقایسه رسوب معلق شبیهسازی و اندازه گیری سیلابها در دوره اعتبارسنجی با نرمافزار GEP 4.3………………………………. 107
شکل 4-23-رسوب معلق تجمعی شبیهسازی واندازه گیری سیلاب در ماههای دی، بهمن، اسفندو فروردین بانرمافزار GEP 4.3……………………………… 108
شکل 4-24- مقایسه حداقل و حداکثر رسوب معلق شبیهسازی سیلابهای ماههای دی با نرمافزار GEP 4.3…………………………………. 109
شکل 4-25- مقایسه حداقل و حداکثر رسوب معلق شبیهسازی سیلابهای ماههای بهمن با نرمافزار GEP 4.3………………………………….. 110
شکل 4-26- مقایسه حداقل و حداکثر رسوب معلق شیهسازی سیلابهای ماه اسفند با نرمافزار GEP 4.3………………………………………………………………………………………… 110
شکل 4-27- مقایسه حداقل و حداکثر رسوب معلق شبیهسازی سیلابهای ماه فروردین با نرمافزار GEP 4.3………………………………….. 111
شکل 4-28- مقایسه رسوب معلق شبیهسازی و اندازه گیری سیلابهای ماههای دی با نرمافزار GEP 4.3………………………………………………………………………………………… 111
شکل 4-29- مقایسه رسوب معلق شبیهسازی و اندازه گیری سیلابهای ماههای بهمن با نرمافزار GEP 4.3 ……………………………………………………………………………………….. 112
شکل 4-30- مقایسه رسوب معلق شبیهسازی و اندازه گیری سیلابهای ماههای اسفند با نرمافزار GEP 4.3………………………………………………………………………………………….. 112
شکل 4-31- مقایسه رسوب معلق شبیهسازی و اندازه گیری سیلابهای ماههای فروردین با نرمافزار GEP 4.3………………………………….. 113
این مطلب را هم بخوانید :
فهرست جداول
موضوع ………………………………………… صفحات
2- کلیات و مرور منابع
جدول 2-1- معیار معلق شدن دانههای رسوب در رودخانهها……. 28
3-مواد و روشها
جدول 3-1- شناسنامه فیزیوگرافی حوزه آبخیز کشکان……….. 63
4-نتایج
جدول 4-1- مقادیر میانگین مربعات خطا در مدلهای مورد بررسی. 90
جدول 4-2- نتایج رسوب تجمعی بارکل سیلابها دوره آماری با بهره گرفتن از نرمافزار HEC RAS 4.1………………………………………. 93
جدول 4-3- نتایج مربوط به رسوب تجمعی بارمعلق سیلابها با بهره گرفتن از نرمافزار HEC RAS 4.1………………………………………. 94
جدول 4-4- نتایج مربوط به رسوب تجمعی سیلابها با بهره گرفتن از نرمافزار GEP 4.3……………………………………………………………………………………………………………………….. 104
جدول 4-5- پارامترهای بهینه مدل GEP 4.3 ………………………………………….. 104
جدول 4-6- متوسط رسوب انتقالی در ماههای مختلف در زمان سیلابها با نرمافزارهای GEP 4.3 و HEC RAS 4.1………………………………………….. 114
جدول 4-7- نسبت انتقال رسوب معلق تجمعی ماهها با نرمافزارهای HEC RAS 4.1 و GEP 4.3…………………………………………………………………………………………………………………… 115
جدول 4-8- تاثیر دما بر روی شبیهسازی رسوب با رابطه لارسن در نرمافزار HEC RAS 4.1……………………………………………. 116
جدول 4-9- تعیین ضریب زبری مانینگ و شبیهسازی رسوب در مدل HEC RAS 4.1 116
جدول 4-10- تعیین ضریب زبری مانینگ و شبیهسازی رسوب در مدل GEP 4.3 117
جدول 4-11- آنالیز حساسیت در نرمافزار GEP 4.3……………………………… 117
جدول 4-12- صحت سنجی مدلهای HEC RAS 4.1 و GEP 4.3 در سیلابهای دوره آماری 118
جدول 4-13- نتایج آزمون…………………………… 118
فصل اول
مقدمه و بیان مسئله |
1-مقدمه و بیان مسئله
1-1-مقدمه
یکی از اهداف مهم در مهندسی منابع آب، افزایش منافع و کاهش خسارات ناشی از جریان در رودخانههاست. کنترل و کاهش خسارات وارده ناشی از سیلاب، رسوبگذاری و فرسایش به آبراههها، اراضی کشاورزی و سازههای آبی مستلزم این است که فرایند فرسایش، انتقال رسوب و تهنشینی مواد رسوبی مورد مطالعه کامل قرار گیرد. با توجه به اینکه در رودخانهها همواره فرسایش و انتقال رسوب صورت میگیرد، پدیده انتقال رسوب از جمله فرایندهای هیدرودینامیکی مهمی است که بسیاری از سازههای رودخانهای و تاسیسات عمرانی را تحت تأثیر قرار میدهد و به عنوان یکی از بزرگترین مشکلات بهره برداری از منابع آبهای سطحی در جهان مطرح میباشد. آگاهی از میزان مواد جامد رسوب که توسط جریان، حمل یا ترسیب میگردد جزو اطلاعات لازم و اولیه هر پروژه آبی و یکی از عوامل مهم تصمیم گیری در مورد احداث سازههای آبی در رودخانهها میباشد. برای تعیین مقدار ذرات معلق، معمولا گلآلودگی جریان را در زمانهای مختلف در طول سال و طبق برنامهای مشخص در محل ایستگاههای رسوبسنجی اندازه گیری می کنند. Brushkeh et al (2004) بیان داشت، برای برآورد غلظت رسوب رودخانه در سایر اوقات، با بهره گرفتن از داده های غلظت و دبی جریان متناظر با آن منحنی سنجه رسوب ترسیم میشود. بنابراین از تلفیق این منحنی و منحنی تداوم جریان، بار معلق رودخانهها در طول دوره آماری برآورد میشود. بنا به نظر(2003) Verstraeten et al آگاهی از مقدار تولید رسوب حوزه آبخیز و بررسی رسوبدهی رودخانهها در شناسایی مناطق بحرانی اهمیت زیادی دارد. همچنینTurner et al (1990) بیان می کند، در بسیاری از مناطق فرسایش خاک باعث تخریب غیرقابل بازگشت اراضی شده و بر پایداری اکوسیستمها تأثیرات منفی میگذارد، از طرف دیگر در مقیاس جهانی تغییرات محیطی- انسانی موجب افزایش فعالیت فرایند زمین ریختی و جریانهای رسوبی در قسمتهای زیادی از جهان شده است. به عقیده(2002) Horwitz هیدرولوژیستها در صورت کمبود داده های غلظت رسوب معلق، از منحنیهای سنجه برای پیش بینی و برآورد غلظت رسوب معلق جریانها استفاده می کنند.
بررسی شاخصهای آماری رسوبدهی حوزه آبخیز یکی از روشهای بررسی تغییرات زمانی رسوب است. به طوری که محققین زیادی سعی کردهاند این شاخصها را با تغییرات فیزیکی حوزه آبخیز ارتباط دهند. تشدید فرایند فرسایش خاك و فزونی رسوبات، به عنوان دو محرك تنش زا، مهمترین تهدید برای منابع آب و خاک به حساب می آیند. بر این اساس در پژوهشهای رسوبدهی آبخیزها به مطالعه غلظت رسوب معلق توجه خاصی شده است . زیرا بار معلق شاخصی از رسوبدهی کل سطح آبخیز است، و علاوه بر این، بر اثر شستشوی اراضی حاصل خیز بالادست و رودخانه شکل می گیرد (صادقی و همکاران، 1384). مواد معلق موجود در آب رودخانهها بسته به غلظت و انرژی جریان، در زمانها و در نقاط مختلفی از مسیر رودخانه تهنشین میشوند. اطلاع از مقدار رسوب در زمانهای مختلف در یک رودخانه در برنامهریزیها و طرحهای پهنهبندی سیل و ساماندهی رودخانه حائز اهمیت است. در ایستگاههای رسوبسنجی کشور آماربرداری رسوب به صورت تصادفی و فقط در برخی رگبارهای شدید انجام شده و هیچ گونه ارزیابی از الگوی توزیع زمانی رسوب در رگبارها و وقایع بارندگی صورت نمیپذیرد. از طرف دیگر برداشت نمونههای آب و رسوب در فواصل معین زمانی و ترسیم آب نمود و رسوبنگار همه رگبارها مستلزم صرف انرژی و هزینه زیاد بوده که انجام مداوم آن را غیر ممکن میسازد. از این رو توسعه مدلهایی که بتوانند تغییرات زمانی رسوب را برای رسم رسوبنگار و اندازه گیری مقدار کل رسوب حاصل از رگبار ارائه نمایند ضرورتی اجتنابناپذیر استDas et al (1990) ؛ صادقی و همکاران (1384). مطالعه و بررسی منحنیهای سنجه رسوب خود راهی در جهت شناخت و کنترل عوامل مؤثر بر سیل و سیلخیزی بوده که نهایتاُ میزان خسارات احتمالی ناشی از سیل را کاهش میدهد.
1-2 بیان مسئله
یکی از مسایل مهم در حوزه آبخیز کشکان وقوع سیلابهای بزرگ با حجم رسوب انتقالی زیاد است، که هر ساله موجب خسارتهای بیشماری در زمینه انتقال رسوب و رسوبگذاری، پیامدهایی چون ایجاد جزایر رسوبی در مسیر رودخانه، کاهش عمر مفید سدها و ظرفیت ذخیره مخازن، خوردگی تاسیسات سازههای آبی، وارد شدن خسارات به مزارع، رسوبگذاری در کف کانال و بسیاری مسایل و مشکلات دیگر را در بر دارد. آگاهی از چگونگی توزیع زمانی رسوب در طول یک سیلاب به دلیل مشکلات حاصل از وقوع این پدیده در زمینه برنامه ریزیهای مربوط به کاهش خسارات ناشی از سیلاب و رسوب انتقالی در زمینه های مختلف خواهد شد. در این راستا منحنیهای رسوب برای تجزیه و تحلیل روابط متقابل مواد رسوبی و سازههای مؤثر کنترل رسوب از جمله مخازن سدها دارای اهمیت ویژهای میباشند. با دانستن تغییرات زمانی رسوب در طول رگبارها امکان مدیریت بهتر و جامعتر حوزههای آبخیز مهیا میگردد. در حال حاضر، مسائل مربوط به خوردگی سازههای کنترلی و رسوبگذاری درصد قابل توجهی از درآمد سرانه کشورهای مختلف را به
