بارمعلق

بار معلق رودخانه شامل مواد معدنی و آلی است که در جریان رود به ویژه جریان های آشفته، پخش شده و بدون تماس با بستر تا مسافت های زیادی جابجا می شود. مواد معدنی مشخصا شامل ذراتی در اندازه ی رس تا دانه های ماسه است. بار معلق برحسب غلظت، دبی (جریان جرم رسوب در هر واحد زمانی) که تحت عنوان"" بار"" از آن یاد می شود و نیز پراکنش اندازه ذرات (نسبت بار به ذراتی با اندازه ای مشخص) تعیین می گردد. ذرات رسی_سیلتی(غالبا به بار شسته معروف هستند) تا حد زیادی براثرفرایند های فرسایشی خارج از مجرای رود خانه شکل می گیرند، به آسانی به حالت معلق در آمده و پس از ترکیب با جریان آب تا مسافت های طولانی به صورت معلق جابه جا می شوند حوضه ی آبریز رودخانه ی دره رود به عنوان یکی از زیر حوضه های رود خانه ی ارس، بخشی از شبکه های زهکشی ارتفاعات شمال باختری ایران را در محدوده استان های آذربایجان شرقی و اردبیل با حجم بالای رسوب به سمت دریای خزر تخلیه می نماید. جریانهای سطحی این حوضه مواد حاصل از تخریب وفرسایش را به اشکال مختلف به سمت سطح اساس حمل می کند که بخشی از آنها شامل نهشته های نرم و بافت ریز به صورت رسوبات معلق می باشد. از طرف دیگر وجود سه سد مخزنی یامچی، سقزچی و سبلان در سطح حوضه لزوم مطالعه وشناخت توان رسوب زایی و فرسایش پذیری این حوضه را با رویکرد بالا بردن عمر مفید سدهای یاد شده، دو چندان می نماید. عدم وجود ایستگاه های هیدرو متری و نمونه برداری غلظت مواد رسوبی در همه زیر حوضه ها و لزوم براورد رسوب در حوضه های فاقد امار از مسائل پیش رو است. بر همین اساس بر آورد میزان همبستگی رسوب و دبی درحوضه دره رود و زیر حوضه های آن و هم چنین برآورد میزان رسوبات بارمعلق برای حوضه های فاقد آمار براساس معادلات منطقه ای حاصله ازنتیجه تحقیق ودست یابی به معادله ی منطقه ای رسوب از اهداف اصلی پژوهش حاضر است برای این منظور داده ها واطلاعات مربوط به دبی ورسوب 31 ایستگاه هیدرومتری واقع درحوضه تجزیه وتحلیل گردیده است. مقدار رسوب بارمعلق برآورد شده برای حوضه 7/8 میلیون تن درسال بوده ومیزان دبی ویژه رسوب 624 تن درسال درکیلومتر مربع است. خروجی مدل معادلات منطقه ای برآورد رسوب برای حوضه دره رود و زیر حوضه های رودخانه های قره سو و اهر چای براساس سطح حوضه، طول آبراهه، شیب متوسط حوضه ودبی ویژه رسوب ارائه شده است. بر اساس روابط حاصله همبستگی مقدار رسوب با شیب حوضه معکوس می باشد.همچنین با توجه به محاسبه های صورت گرفته در خصوص بار معلق عبوری در ایستگاه های هیدرومتری در یک دوره ی سی ساله (که با دبی رود خانه همبستگی معنی داری را نشان می دهد ) ومحاسبه ی متوسط بار معلق در نقاط مذکور ,همبستگی معنی داری بین مورفومتری زیر حوضه های رود خانه دره رود و میزان رسوبات وجود دارد یافته ی اصلی دیگر نیز معادله ی نهائی برآورد رسوب معلق براساس پارامترهای مورفومتری حوضه برای حوضه هایبا مساحت کمتر از 500کیلومتر مربع وبیشتر از 500کیلومتر مربع ارائه شده است. واژه های کلیدی: ایستگاه هیدرومتری، حوضه دره رود، بارمعلق، دبی ویژه رسوب، مورفومتری حوضه، همبستگی نمائی

فرآیند های فرسایش و انتقال رسوب در رودخانه یکی از مهمترین و پیچیده ترین موضوعات مهندسی رودخانه می باشد. این فرایند اثرات ویژه ای روی شاخص های کیفی آب، کنش کف بستر و تخریب کناره های رودخانه داشته و همچنین خسارت زیادی به طرح های عمرانی وارد می کنند. عدم تداوم نمونه برداری و اندازه گیری رسوب در بسیاری از ایستگاه های موجود و همچنین نبود آمار دقیقی از میزان رسوب در بسیاری از رودخانه های کشور از یک سو و اختلاف شرایط آب و هوایی، هیدرولوژیکی و توپوگرافی از سوی دیگر تهیه و واسنجی مدل های فرسایش و رسوب در نقاط مختلف را با مشکل مواجه ساخته است و نیاز به سرمایه مالی، زمانی دارد، اما الگوریتم بهینه سازی تکاملی قادر به حل این مشکلات نسبت به روش ریاضی و تجربی است. هدف از انجام تحقیق حاضر تعیین بهترین الگوریتم تکاملی است با انتخاب الگوریتم بهینه سازی عنکبوت می توان دست به آموزش جدید زده و بهترین الگوی تکاملی را برای ایستگاه هیدرومتری و باران سنجی حوزه آبخیز کارده تعیین کرد و کارآیی شبکه پرسپترون و الگوریتم تکاملی حوزه آبخیز سد کارده برای دوره آماری 24 ساله را بررسی کرد. در خاتمه نتایج ثابت کرد الگوریتم بهینه سازی عنکبوت اجتماعی نتایج بهتری در پیش بینی بارمعلق حوزه آبخیز کارده دارد.

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.

تغییرات کاربری اراضی یکی از عامل های مهم در تغییر جریان هیدرولوژیک، فرسایش حوضه و انهدام تنوع زیستی است. به همین دلیل آگاهی ازمیزان اثر تغییرات کاربری اراضی بر روی دبی و بار معلق یک ضرورت اجتناب ناپذیر است. هدف اصلی این پژوهش،آزمون کارایی مدل و قابلیت استفاده از آن به عنوان شبیه سازی روند تغییرات کاربری اراضی بر دبی و رسوب از مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و برنامه SUFI2 میباشد. شبیه سازی مدل برای مدت 29 سال از سال 1987الی 2015 انجام شد که 5 سال اول آن برای واسنجی مدل و پنج سال آخر برای صحت سنجی نتایج مدل انتخاب شد. چهار شاخص آماری ،ر r_factor ،P_factor نش-ساتکلیف (NS) و ضریب تبیین (R2)، نسبت خطای مجذور ریشه مربعات به انحراف معیار (RSR) و درصد اریبی (PBIAS) به صورت ماهانه برای ارزیابی مدل انتخاب شدند. دقت شبیه سازی ماهانه با استفاده شاخص ارزیابی NSدر مرحله واسنجی و اعتبارسنجی برای دبی و بار معلق به ترتیب معادل 65/0 و 49/0 میباشد. نتایج حاصل از تحقیق با توجه به دامنه های تفسیری مورد استفاده در تحقیقات گذشته، قابل قبول ارزیابی شد و حاکی از کارایی رضایت بخش مدلSWAT در شبیه سازی مولفه های تاثیر تغییرات کاربری بر رسوب و دبی در حوضه ی آبخیر اوجان چای بستان آباد است. و نتایج نشان داد که ارتفاع رواناب سطحی به میزان 1.15 میلیمتر و غلظت رسوب به میزان 1.5 تن در هکتار در سال افزایش یافته است.