CAESAR

حوضه ها و سیستم های رودخانه ای در پاسخ به تغییرات عوامل بیرونی و درونی تغییر می یابد. از این رو تکنیک های متعددی جهت شبیه سازی این تغییرات و تحول سیستم رودخانه مطرح شده است. اتومای سلولی یکی از جدیدترین مدل های سلولی رودخانه ای می باشد که چشم انداز حوضه را با شبکه ای از سلول ها تعریف کرده و توسعه این چشم انداز توسط عمل متقابل بین سلول ها (مانند جریان آب و رسوب) با کاربرد قوانینی بر اساس ساده سازی اصول حاکم بر فیزیک مشخص می شود. این روش برای شبیه سازی حوضه آبریز لیقوان با اندازه سلولی ۲۰ متر و داده های بارش ساعتی ۱۰ سال (۸۰-۸۹) به کار رفته است. نتایج شبیه سازی به دو روش کمی و کیفی مورد ارزیابی قرار گرفت، به طوری که تغییرات نسبی در حوضه و توزیع مکانی میزان حفر و رسوبگذاری در کل حوضه و در هر سلول روی نقشه مدل ارتفاعی رقومی مشخص گردید و هم چنین مقادیر توزیع اندازه ذرات رسوب در دبی های مختلف نشان داد که با افزایش دبی، مقادیر رسوب افزایش یافته و در این بین ذرات شن درشت، بیش ترین م قدار و ذرات ماسه خ یلی ریز، رس و لای کم ترین م قدار را دارا می باشند. هم چنین بررسی پروفیل های طولی و عرضی نشان داد که رودخانه جاری در دره لیقوان در مرحله بلوغ قرار دارد و فرآیند رسوبگذاری در مجرای رودخانه غلبه دارد که یکی از مهم ترین دلایل آن، افزایش بارش و تغییر اقلیم حوضه در دهه اخیر بوده که منجر به فرسایش دامنه ها و رسوبگذاری در مجرای رودخانه شده است. در نهایت این که هر چند صحت سنجی نتایج حاصله از اتومای سلولی تا حدی دشوار بوده و مدلCAESAR به پارامترهای ورودی حساس می باشد اما مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج مطالعات پیشین و شواهد میدانی بیانگر نتایج قابل قبول رویکرد اتومای سلولی می باشد.

تغییرات مجرای رودخانه، فرسایش کناره ای و رسوب گذاری کناره ای، فرآیندهای طبیعی رودخانه های آبرفتی هستند که باعث تخریب زمین های کشاورزی اطراف و خسارت به تأسیسات انسانی اطراف رودخانه می شود. در پژوهش حاضر از مدل CAESAR جهت ارزیابی تغییرات رودخانه کلیبرچای به منظور اندازه گیری میزان تغییرات 3 کیلومتر از مجرای اصلی رودخانه استفاده شده است. CAESAR یک مدل اتومای سلولی از تکامل سیستم رودخانه است. برای مدلسازی، داده های ورودی مانند توپوگرافی( DEM )، دبی روزانه سال 1391 و اندازه رسوبات تهیه و سپس تغییرات مجرا شبیه سازی شد. تغییرات کانال در قبل و بعد از شبیه سازی با ترسیم نیمرخ های هر کدام از مقاطع و بررسی نقاط حساس به فرسایش و رسوبگذاری شناسایی شدند. 6 مقطع از بازه مورد مطالعه انتخاب شدند. با مقایسه ای که بین نیمرخ های عرضی صورت گرفت، تغییرات در هندسه کانال قابل مشاهده بود. تغییرات در عرض کانال و شکل کانال در همه مقاطع دیده شد و تنها عمق متوسط کانال در مقاطع 1 و 2 و 6 و 4 تغییر پیدا کردند. و مقاطع 1 و 2 و 3 که در قسمت اولیه کانال اصلی قرار داشتند، تحت تاثیر فرسایش قرار گرفتند. و بعد از طی کردن مسافتی، حالت رسوبگذاری در مقاطع 4 و 5 و 6 مشاهده شد.

مدل های تحول چشم انداز، مدل های فرآیندی بر مبنای فیزیک هستند که سعی دارند فرآیندهای فعالی را که چشم اندازها را به طور قابل توجهی شکل می دهند، تقلید کرده و به صورت یک مدل درآورند. اکثر این مدل ها، غالباً فرآیندهای هیدرولوژیکی، رودخانه ای و دامنه ای را شبیه سازی می کنند؛ با این حال، فرآیندهای یخچالی، بادی و تکتونیک را نیز به خوبی دربرمی گیرند. مدل های تحول چشم انداز، معمولاً در تمام مقیاس های مکانی (10 تا 1000 کیلومترمربع) به صورت پیوسته و واقعه ای اجرا می گردند. این مدل ها، با دربرگرفتن دامنه گسترده ای از فرآیندها، امکان مقایسه جامع بین نتایج شبیه سازی پاسخ حوضه آبخیز به تغییرات محیطی را فراهم می کنند. مدل های تحول چشم انداز انواع مختلفی دارند که یکی از مهمترین آنها مدل CAESAR-Lisflood است. مدل CAESAR-Lisflood، نسخه فعلی CAESAR، که مؤلفه جریان سطحی آن (مبتنی بر قوانین فیزیکی با راه حل عددی ساده سازی شده معادلات جریان های کم عمق) از مدل هیدرولیکی LISFLOOD-FP اقتباس شده است. علاوه بر این، مدل CL تحولات ژئومورفولوژیکی حوضه رودخانه و دشت سیلابی را در شرایط جریان ناپایدار بصورت دوبعدی شبیه سازی می کند.