مدل سازی روابط هندسی- هیدرولیکی سطح مقطع و ظرفیت انتقال رسوب رودخانه خرم آباد (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

شبیه سازی ظرفیت انتقال رسوب رودﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎ با ارزیابی پارامترهای هندسی و هیدرولیکی جهت انجام هرگونه فعالیت بسیار مهم می باشد. هدف از این پژوهش مدل سازی ظرفیت انتقال رسوب رودخانه خرم آباد با استفاده از مدل HEC-RAS و پارامترهای هندسی و هیدرولیکی رودخانه شامل دبی (Q) و عرض (W)، عمق (D)، سطح مقطع (A) و سرعت (V) می باشد. ابتدا از رابطه روبی جهت تعیین سرعت سقوط و انتقال رسوبات و از رابطه رگرسیونی بین پارامترها جهت تحلیل آماری و رابطه سازی روابط استفاده شد. سپس بر اساس مقادیر سطح معنی داری، ضریب تعیین و خطای استاندارد، مدل های خطی ساده، درجه2، درجه3 و نمایی و روابط حاکم بر خصوصیات هندسی و عوامل مربوط به فرآیندهای مؤثر بر فرسایش و رسوبگذاری رودخانه مورد بررسی قرار گرفتند . نتایج حاصل از مدل HEC-RAS برای دوره بازگشت 25 ساله نشان می دهد که وضعیت عرض مقاطع رودخانه از بالادست به پایین دست به دلیل تغییرات مکانی الگوی فرسایش و رسوب گذاری از روند ثابتی پیروی نمی کند. همچنین مدل نمایی به دلایل هم خطی نبودن، P-value کمتر از1 % و خطای استاندارد کمتر نسبت به مدل های دیگر، از دقت بیشتری برخوردار است. نتایج نشان داد که مقدار متوسط قدرت جریان در بازه ابتدایی ، میانی و انتهایی به ترتیب برابر با 862، 678 و463 و تنش برشی 43/ 32 ، 79/28 و 86/22 نیوتن بر مترمربع می باشد و از بالا دست به پایین دست در حال کاهش است. بررسی توابع نمایی نشان می دهد که ظرفیت انتقال رسوب، با دبی، سرعت جریان و تنش برشی و دبی با سرعت رابطه مستقیم و با سطح مقطع ، عرض رودخانه و عمق جریان رابطه معکوس دارد. و بیانگر این است که رواناب بیش ترین تأثیر را در فرسایش و رسوبگذاری دارد . بررسی تغییر پارامترهای هندسی- هیدرولیکی و قطر ذرات رسوبی نشان داد که در قسمت های میانی فرسایش و در ساحل راست بالا و پایین دست رودخانه رسوبگذاری رخ می دهد.