مدل CCHE2D

در پژوهش حاضر با توجه به وضعیت رودخانه حبله رود در بازه پایین دست روستای بن-کوه در استان سمنان و احتمال وقوع سیل و خسارات ناشی از آن و در معرض بودن عناصر متعدد و باارزش واقع در سیلابدشت،  با استفاده از مدل عددی CCHE2D ،  نقشه خطر سیل با دوره بازگشت 100 ساله به عنوان سیل مبنا تهیه شد. هدف از انجام این پژوهش، تعیین پهنه سیل مبنا و مشخص کردن مناطق در معرض خطر در راستای مدیریت ریسک سیل است. بدین منظور، ابتدا داده های موردنیاز برای اجرای مدل در منطقه موردمطالعه از قبیل نقشه بزرگ مقیاس توپوگرافی تهیه شده و مشخصات جریان (سرعت و عمق) اندازه گیری شد و سپس شبکه محاسباتی تنظیم شد. واسنجی مدل به منظور ارائه بهترین برآورد مدل ابتدا از طریق انتخاب شبکه برتر و سپس با تغییر ضریب زبری انجام شد. صحت سنجی شبیه سازی انجام شده با مقایسه نتایج برآوردی مدل با مقادیر برداشت شده سرعت و عمق جریان در سه مقطع در طول بازه انجام شد. خطای مدل برای پارامتر سرعت جریان، با شاخص های RMSE   و MAE   به ترتیب برابر084/0 و 41/7 درصد برآورد شد. با توجه به نقشه خطر سیل با دوره بازگشت 100 ساله مشخص شد که  عمدتاً مناطقی که دارای کاربری های باغ، زراعت، مرتع و مسکونی هستند زیر پوشش سیل 100 ساله قرار خواهند گرفت و تقریباً 18 درصد منطقه در طبقه خطر متوسط و زیاد قرار خواهد داشت. انتقال یافته های این تحقیق به جوامع محلی به صورت نقشه و نمایش وضعیت قرارگیری کاربری های مختلف در پهنه سیل 100 ساله می تواند در ارتقاء آگاهی و ادراک آن ها از خطر سیل بسیار مؤثر باشد.

در این تحقیق با استفاده از یک مدل عددی به بررسی سیلاب های رودخانه با دوره ی بازگشت مختلف 10 و 50 ساله پرداخته شده است. محدوده ی مورد مطالعه بازه ای از رودخانه ی کر می باشد. در این بررسی پس از نقشه برداری دقیق، نقشه ی توپوگرافی با مقیاس مناسب از محدوده ی مورد مطالعه به دست آمد و سپس هندسه مدل و شبکه ی محاسباتی با ابعاد مختلف تهیه و در نهایت بر اساس مشخصات اندازه گیری شده جریان و رسوب رودخانه، مدل هیدرودینامیک دو بعدی متوسط عمق، اجرا و تغییرات عمق جریان در دوره ی بازگشت های مختلف استخراج گردید. بررسی دبی هایی با دوره ی بازگشت مختلف نشان می دهد که، در محدوده های پیچان رودی بازه ی مورد مطالعه ی نیروی گریز از مرکز بر جریان اثر نموده و باعث ایجاد شیب عرضی در سطح آب می گردد که در نتیجه شیب عرضی سطح آب در قوس خارجی بالا رفته و در قوس داخلی کاهش می یابد، این پدیده باعث ایجاد گرادیان فشار جانبی در داخل مقطع خواهد شد، در نتیجه در اثر عدم تعادل موضعی بین نیروی گریز از مرکز و گرادیان فشار جانبی، جریان ثانویه در داخل مقطع عرضی شکل می گیرد. در هنگام بروز سیلاب در رودخانه، (دوره ی بازگشت 50 ساله) سطح آب از مقطع اصلی رودخانه فراتر رفته و وارد دشت های سیلابی اطراف آن می شود. در این شرایط، به دلیل تفاوت بین زبری سیلاب دشت و کانال اصلی، سرعت جریان بر روی سیلاب دشت بسیار کمتر از سرعت در کانال اصلی بوده و لذا این اختلاف سرعت نیز باعث ایجاد لایه های برشی در محل اتصال جریان کانال اصلی و سیلاب دشت در ورودی بازه شده و آشفتگی های نسبتاً بزرگی را ایجاد می کند. با مقایسه ی سرعت جریان آب در مقاطع مختلف بازه ی مورد مطالعه مشاهده می شود که بیشترین س رعت آب مربوط به مقاطع پیچان رود اول است، که در دوره ی بازگشت 10 ساله ح دود  m/s7/2 و در دوره ی بازگشت 50 ساله به m/s 3 رسیده است.