مدل سازی عددی دوبعدی میانگین عمقی انتقال رسوب و ارزیابی اثر آب شکن ها در پایین دست سد ارس با استفاده از مدل CCHE۲D

رسوب گذاری در پایین دست سدها یکی از مهم ترین عوامل موثر بر تغییرات مورفولوژیکی رودخانه و کاهش ظرفیت مفید مخازن محسوب می شود. در این پژوهش، رفتار هیدرودینامیکی جریان و الگوی انتقال رسوب در پایین دست سد ارس با استفاده از مدل عددی دوبعدی میانگین عمقی CCHE۲D مورد بررسی قرار گرفت. مدل شامل زیرمدل های هیدرودینامیک، انتقال رسوب و تغییرات مورفولوژیکی بستر بوده و با استفاده از داده های هیدرولوژیکی، توپوگرافی بستر و مشخصات رسوب منطقه کالیبره شده است، به منظور ارزیابی حساسیت سنجی مدل، اثر پارامترهایی نظیر ضریب زبری مانینگ، مدل آشفتگی، اندازه ذرات رسوب، شرایط مرزی و نوع رابطه ظرفیت انتقال رسوب بررسی گردید. بطورکلی نتایج نشان داد که نواحی دارای سرعت و تنش برشی بالا مستعد فرسایش موضعی بوده، در حالی که مناطق دارای جریانات گردابی و سرعت پایین، بیشترین میزان رسوب گذاری را تجربه می کنند. همچنین افزایش دبی جریان موجب افزایش نرخ انتقال رسوب و تغییر الگوی توزیع تنش برشی در کانال شد. تحلیل حساسیت نشان داد که مدل نسبت به شرایط مرزی، ضریب زبری و روابط ظرفیت انتقال رسوب حساسیت بالایی دارد، اما تاثیر مدل آشفتگی بر نتایج انتقال رسوب محدود است. نتایج شبیه سازی همچنین نشان داد که استفاده از آب شکن ها می تواند میزان رسوب انتقال یافته به نواحی بحرانی را تا حدود ۳۰ درصد کاهش دهد. یافته های این پژوهش بیانگر قابلیت مناسب مدل های دوبعدی میانگین عمقی در تحلیل فرآیندهای هیدرودینامیکی و مورفودینامیکی پایین دست سدها بوده و می تواند در مدیریت رسوب و طراحی سازه های کنترل فرسایش در رودخانه ارس مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

Aras Dam ، Sediment transport ، CCHE۲D model ، Two-Dimensional Depth-Averaged Model ، Spur Dike ، River Morph Dynamics ، سد ارس ، انتقال رسوب ، مدل CCHE۲D ، مدل دوبعدی میانگین عمقی ، آب شکن ، مورفودینامیک رودخانه