برآورد ظرفیت انتقال رسوب بار بستر رودخانه ها با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی شیونو ونایت (مطالعه موردی رودخانه بابل رود)

در رودخانه هایی با مقطع مرکب معمولا وجود زبری نسبتا زیاد سیلاب دشت ها درمقایسه با کانال اصلی، باعث اختلاف سرعت جریان در کانال اصلی و سیلاب دشت ها می شود. اختلاف سرعت نیز لایه های برشی در محل اتصال جریان کانال اصلی و سیلاب دشت را تولید می کند و تشکیل لایه های برشی نیز باعث تولید آشفتگی هایی در صفحه مشترک کانال اصلی و سیلاب دشت می شود. در چنین شرایطی نمی توان از متوسط سرعت جریان برای محاسبه پارامترهای نظیر تنش برشی و دبی بار بستر استفاده نمود. در این تحقیق به بررسی صحرایی سیلاب دشت ها با زبری های متفاوت بر هیدرولیک جریان و میزان انتقال رسوبات باربستر با استفاده از روابط مدل ریاضی شبه دو بعدی شیونو و نایت و تشکیل معادلات مربوط به نواحی با عمق ثابت و متغیر، پارامتر سرعت عرضی در مقاطع عرضی با درنظر گرفتن ضریب زبری و ضریب تلاطمی مناسب در رودخانه بابل رود در دو بازه انارستان (A) و کلاریکلا (K) پرداخته شده است. نتایج نشان داد که توزیع عرضی سرعت محاسباتی مطابقت مناسبی با مقدار مشاهداتی دارد که میزان خطا برای تعیین ضریب زبری در این دو منطقه به ترتیب ۲۱ و ۸ درصد برای تعیین سرعت عرضی می باشد. تغییرات دبی جریان نیز با استفاده از روش شیونو و نایت محاسبه گردید که تغییرات دبی با واقعیت تطابق خوبی دارد. متوسط خطای نسبی در این مرحله برای تخمین دبی جریان در دو مقطع انارستان (A) و کلاریکلا (K) به ترتیب حدود ۶/۳ و ۴/۷ درصد محایبه گردید. بعد از واسنجی مدل ریاضی برای توزیع عرضی سرعت و دبی جریان، این مدل برای پیش بینی و محاسبه دبی رسوب بار بستر انتقالی از رودخانه بابلرود در دو بازه انارستان و کلاریکلا استفاده شد. به این منظور، از بین روابط تجربی انتقال رسوب بار بستر حسن زاده، میرپیتر مولر و شوکلیچ با مقادیر مشاهداتی دبی بار بستر، رابطه میر پیتر مولر با ۲۰ و ۴۷ درصد مطابقت با مقدار مشاهده شده به ترتیب در دو مقطع انارستان (A) و کلاریکلا (K) از کارایی مناسبی برخوردار بود.

کلیدواژه ها:

رودخانه بابل رود ، انتقال رسوب بار بستر ، مدل ریاضی شبه دو بعدی شیونو و نایت ، معادلات تجربی بار بستر