مهران محمدپناه مقدم

مدل های ریاضی با استفاده از معادلات حاکم بر انتقال، توزیع و انباشت رسوب ، یکی از روش های کارآمد برای پیش بینی و برآورد بار معلق رودخانه ها محسوب می شوند. در این بررسی بار معلق رودخانه سد آبشینه همدان با استفاده از مدل های USBR، منحنی حد وسط دسته ها، منحنی سنجه فصلی و FAO برآورد و ضمن نمونه برداری مستقیم از بار معلق، مدل ها با روش اصلاحی تبدیل لگاریتمی (CF1, CF2) و مدل آماری GS+ ارزیابی و مناسب ترین مدل برآورد بار معلق رودخانه انتخاب شد. نتایج نشان داد که مدل فائو به دلیل بررسی پارامترهای بیشتر در شرایط مرزی و کمترین مقدار ضرایب تصحیح CF1 و CF2 و خطای کمتر میزان رسوبات بار معلق را با دقت و کارایی قابل قبول تری محاسبه نموده و از برازش و تطابق بیشتری با مقادیر رسوب مشاهداتی برخوردار است . بررسی ها نشان می دهد که مدل های ﻣﺨﺘﻠﻒ هیدرولوژیکی ﻧﺘﺎیﺞ ﻣﺘﻔﺎﻭﺗی ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻫﻢ ﺩﺍشته و تقسیم بندی داده ها برحسب زمان وقوع ، تأثیر فراوانی در کاهش خطا دارد ، به طوری که مدل فائو با کمترین درصد خطای نسبی و میانگین توان دوم خطابه ترتیب به میزان 58/99 درصد و 0001/0 به عنوان روش بهینه و مدل دوره ی مشابه هیدرولوژیکی با بیشترین درصد خطای نسبی به میزان 34/100و ضریب همبستگی پایین به عنوان نامناسب ترین مدل برآورد رسوب معلق رودخانه ی آبشینه انتخاب شدند. نتایج نشان داد که مدل فائو در برآورد میزان رسوب معلق رودخانه با ضرایب تصحیح  CF1=1.24و CF2=1.46 وکمترین میزان خطا نسبت به مدل USBR خطی با CF1=1.87 و CF2=1.97 و حد وسط با CF1=2.43 و CF2=3.01از دقت بیشتری برخوردار است. پیشنهاد می شود در مدل های برآورد بار معلق رودخانه ها بازنگری و از مدل های با کمترین خطا استفاده گردد.

به دلیل پیچیدگی های هیدرولیکی، بررسی محل تلاقی که از اجزا مهم مورفولوژیکی سیستم های رودخانه بوده از جنبه های رسوبگذاری، فرسایش و ملاحظات زیست محیطی دارای اهمیت زیادی است. با توجه به وجود محدودیت های آزمایشگاهی و عدم کاربرد مدل های سه بعدی در سطح گسترده، امکان بررسی جامع این پدیده تاکنون میسر نشده است. هدف از این تحقیق شبیه سازی تأثیر تغییر مورفولوژِی محل تلاقی شبکه زهکشی بر الگوی فرسایش و رسوب گذاری رودخانه سیمینه رود همدان با استفاده از مدل عددی فلوئنت است. نتایج شبیه-سازی مدل عددی نشان داد که به علت انحراف جریان در ساحل سمت چپ، ابتدا میکرو گردابه ها در ساحل سمت راست و در انتهای جریان ، میکرو گردابه ها با وسعت بزرگتری تشکیل می شود. بررسی تنش رینولدز 130 در محل تغییر مورفولوژی مقطع عرضی رودخانه، از همگرا به و اگرا نشان می دهد که به علت تغییر و افزایش سرعت جریان، تشکیل میکرو گردابه ها به سرعت و شدت بیشتر در ساحل سمت راست باعث انحراف جریان و افزایش رسوب گذاری در ساحل چپ و افزایش سرعت و فرسایش در ساحل راست رودخانه می شود. تداوم چنین فرایندی موجب تغییر در الگوی فرسایش و رسوب گذاری در بستر و کناره ها، تشکیل جزایر رسوبی، تحول در مسیر و مورفولوژی مقاطع عرضی رودخانه به شکل شریانی، و در نهایت انحراف و مئاندری شدن آن می شود. در حالی که در محل تلاقی همگرا به واگرا، به دلیل افزایش ناگهانی سرعت جریان و ثابت ماندن فشار در قسمت معبر تنگ شدگی تشکیل میکروبه گردابه ها بر خلاف مقاطع دیگر به صورت قرینه در دو ساحل سمت چپ و راست تشکیل می شود

با بررسی تغییر مورفولوژی و سرعت جابجایی زمین لغزش ها می توان میزان ناپایداری دامنه ها را مشخص نمود. هدف از این بررسی، مدلسازی سرعت جابجایی و تغییر مورفولوژی زمین لغزش مریانج در دامنه های شمالی الوند همدان با استفاده از شاخص های مورفومتری،  مدل پیش پردازندهGAMBIT   و مدل محاسبه گر FLUENT است. ابتدا  ابعاد لغزش ها اندازه گیری و ضریب تغییر شکل عرضی، طولی و تغییر شکل زمین لغزش ها بررسی و سپس خواص سیال شامل مقدار چگالی و ویسکوزیته مواد لغزشی با نمونه گیری و انجام آزمایشات مکانیک خاک محاسبه و بر اساس شیب و  اعداد رینولدز سرعت و نحوه تغییر مورفولوژی زمین لغزش برای زمان های 0، 50 و 100 ثانیه  اندازه گیری و محاسبه شد. نتایج بررسی شاخص های مورفومتری نشان داد که زاویه شیب و آب بر گسترش جانبی و تغییر شکل عرضی مواد لغزش یافته تأثیر فراوان دارد. بررسی های مربوط به تحول مورفولوژی لغزش نشان می دهد که در لغزش ابتدا تغییرشکل طولی خیلی ضعیف و سپس تغییر شکل عرضی ضعیف رخ داده است. نتایج حاصل از محاسبه معادلات رینولدز در مدل فلوئنت نشان می دهد که نحوه حرکت اولیه و جداسازی توده لغزشی تحت تأثیر  نیروی ثقل و شیب در نخستین ثانیه های حرکت به شکل طولی  و در ثانیه 50 به شکل نه چندان عرضی و بعد از گذشت زمان و با کاهش اثر نیروی ثقل و شیب در ثانیه 100 به شکل  کاملا عرضی و جانبی می باشد. نتایج حاصله نشان داد که هر چقدر ویسکوزیته توده لغزشی بیشتر باشد تشکیل پیشانی قارچی شکل با شدت بیشتری را می دهد و با افزایش نرخ جریان ورودی سیال حجم توده لغزشی و تغییر مورفولوژی آن افزایش وگسترش جانبی توده نیز در پایین دست بیشتر می شود. همچنین نتایج حاصل از بررسی مدل فلوئنت و میدانی با نتایج حاصل از شاخص ها کاملا منطبق می باشد.