تعیین دانه بندی مصالح سطحی آبراهه ها در دو حالت خشک و تر با استفاده از فناوری پردازش تصویر (مطالعه موردی: رودخانه سیرچ کرمان)

با توجه به نیاز مبرم مطالعات مهندسی هیدرولیک به تعیین اندازه رسوبات سطحی و در معرض جریان بستر، و با توجه به مشکلات بسیار در تعیین آنها با روش های اندازه گیری دستی و آزمون های دانه بندی با الک در آزمایشگاه، در تحقیق حاضر الگوریتمی توسعه داده شده ­است که می تواند با تهیه تعدادی تصویر از بستر حین بازدید میدانی و تهیه اطلاعات کاربری اراضی، کمک شایانی به سهولت مطالعه، تسریع روند آن و افزایش دقت مدل­سازی کند. برای بررسی صحت و دقت این الگوریتم در مقابل روش دانه بندی مرسوم مکانیک خاک، از چهار دوربین دیجیتال مختلف (با قدرت تفکیک ۶، ۱۰، ۱/۱۲ و ۱۴ مگاپیکسل) و دو اندازه قاب تصویر مربعی (به ابعاد ۵/۰ و ۱ متر) هم در شرایط خشک و هم در شرایط جریان ناچیز آب، در بازه ای ۵ کیلومتری از مسیر رودخانه سیرچ در شمال شرق کرمان برای تصویربرداری و نمونه برداری رسوب استفاده شد. نتایج به­دست آمده در بستر خشک نشان می­دهد که دوربین های با توان تفکیک بالا کمترین میزان خطا را در برآورد قطر متوسط مصالح دارند. هرچند به­علت یکنواخت بودن ذرات بستر، عملکرد دوربین های ۶ و ۱۴ مگاپیکسلی ( با حداکثر میزان اختلاف در برآورد قطر متوسط کمتر از ۱۲ درصد) نیز قابل قبول است. دوربین های ۱/۱۲ و ۱۰ مگاپیکسل نیز به­ترتیب کمترین خطا را در برآورد حداکثر قطر ذرات به­دست داده اند. در بسترهای تر، محاسبات حاکی از آن است که نتایج حاصل از پردازش تصویرهای به­دست آمده از دوربین با توان تفکیک پایین ۶ مگاپیکسلی، اختلاف زیادی با دیگر دوربین­ها، خصوصا در توزیع منحنی دانه­بندی و نیز مشخصات آماری ذرات بستر، دارد. بررسی مشخصات آماری روی توزیع دانه­بندی مصالح سطحی بستر رودخانه نشان می­دهد که قطر متوسط، قطر حداکثر و انحراف از معیار ذرات به­دست آمده از دوربین با توان تفکیک ۱۰ مگاپیکسل بیشتر از آنهایی است که از دیگر دوربین­ها به­دست ­آمده است. در یک جمع­بندی کلی می­توان گفت که ارتباط مستقیمی بین پارامترهای ابعاد تصویر (فریم)، قدرت تفکیک دوربین و فاصله آن از بستر آبراهه وجود دارد و با کاهش قدرت تفکیک دوربین در یک فریم ثابت، حتما باید فاصله دوربین نسبت به بستر آبراهه افزایش یابد و برعکس. نتایج همچنین نشان می­دهد که در آبراهه های دارای توزیع دانه بندی نسبتا یکنواخت، می توان از هر دوربینی استفاده کرد. اما در آبراهه های دارای بستر درشت دانه یا ریزدانه بهتر است  از دوربین های با توان تفکیک به ترتیب پایین و بالا استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

اندازه رسوب ، توان تفکیک ، دوربین ، رودخانه ، شبیه سازی