مدل سازی شبه دوبعدی هیدرولیک جریان و بار بستررودخانه زارم رود

تعیین مقدار رسوب حمل شده توسط رودخانه­ها از جنبه­های متعددی حائز اهمیت است. این پارامتر در تعیین ابعاد و مشخصات هندسی سازه­های تنظیم و انحراف جریان، سدهای مخزنی و نیز ایستگاه­های پمپاژ موثر است. در این تحقیق محاسبه دبی جریان و بار بستر رودخانه زارم­رود (در استان مازندران) به کمک مدل ریاضی شبه­دوبعدی شیونو و نایت مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل بر مبنای معادلات پیوستگی و مومنتوم ناویر-استوکس بوده و به صورت متوسط در عمق ساده شده است. برای این منظور با استفاده از روش اجزاء محدود، مدل ریاضی مذکور حل عددی شده و پروفیل­های عرضی سرعت جریان در رودخانه زارم­رود در محل ایستگاه هیدرومتری گرم­رود واسنجی شد. مقایسه نتایج مدل مذکور در دبی­های مختلف جریان با داده­های اندازه­گیری شده حاکی از دقت بالای مدل در برآورد توزیع عرضی سرعت جریان است. سپس با استفاده از توزیع عرضی سرعت محاسباتی، توزیع عرضی بار بستر شبیه­سازی شد. نتایج نشان داد که از میان ۱۷ رابطه تجربی بار بستر مورد مطالعه، رابطه رسوبی دوبوی (۱۸۷۹) در هر دو حالت مدل­سازی یک­بعدی و شبه­دوبعدی دارای بهترین دقت است. این رابطه در حالت یک­بعدی با انحراف معیار نسبت ناجوری ۳۴/۰ درصد مطابقت بهتری با مقادیر بار بستر اندازه­گیری­شده داشته و نسبت به روابط رسوبی فرایلینک (۱۹۵۲) و میر-پیتر و مولر (۱۹۴۸) به ترتیب با انحراف معیار ۴۶/۳ و ۳۳/۷ درصد از دقت بالاتری برخوردار می­باشد. نتایج مدل­سازی شبه­دوبعدی بار بستر نشان داد که ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای سه رابطه دوبوی، فرایلینک و میر-پیتر و مولر به­ترتیب حدود ۴۵/۷، ۸/۹۸ و ۹/۱۷۳ است که فقط رابطه دوبوی دقت قابل قبولی داشته و دو رابطه فرایلینک و میر-پیتر و مولر دارای خطای زیادی می­باشند. همچنین مشخص شد که دقت مدل­سازی بار بستر حاصل از رابطه دوبوی در حالت شبه­دوبعدی از یک­بعدی بیشتر است.

کلیدواژه ها:

روابط تجربی بار بستر ، مدل سازی شبه دوبعدی ، مدل شیونو و نایت ، رودخانه زارم رود