بخشی از مقاله
چکیده:
اقدامات ساماندهی که با هدف بهسازی و برقراری شرایط مطلوب انجام میگیرد، دخالت در نظام رفتاری رودخانه تلقی شده و پیامدهای مختلفی را در پی دارد. تغییر رژیم رسوبدهی از جمله پیامدهای بارز ساماندهی است که به نوبه خود روند فرسایش و رسوبگذاری و الگوهای مختلف ساماندهی را تحت تاثیر قرار میدهد. به عبارتی شناخت اثرهای متقابل ساماندهی و فعل و انفعالات فرسایش و رسوبگذاری ازجمله چالشهای مهم در عرصه مهندسی رودخانه بوده و مستلزم آگاهی از کم و کیف آن میباشد. در این مقاله ابتدا بازهای از رودخانه نکارود در استان مازندران در نرم افزار hec-ras مدلسازی شده و بازههای ساماندهی شده تعیین میگردند و سپس نحوه انتخاب تابع حمل رسوب و تاثیر سیلبندها که برای کنترل سیلاب رودخانه نکارود در بازههای ساماندهی شده استفاده شده است، بر هیدرولیک جریان و روند رسوبگذاری و فرسایش رودخانه بیان میگردند.
واژههای کلیدی : رسوبگذاری، ساماندهی رودخانه، فرسایش، مدلسازی رسوب
مقدمه:
اقدامات ساماندهی که با هدف بهسازی و برقراری شرایط مطلوب انجام میگیرد، دخالت در نظام رفتاری رودخانه تلقی شده و پیامدهای مختلفی را در پی دارد. تغییر رژیم رسوبدهی از جمله پیامدهای بارز ساماندهی است که به نوبه خود روند فرسایش و رسوبگذاری و الگوهای مختلف ساماندهی را تحت تاثیر قرار میدهد. به عبارتی شناخت اثرهای متقابل ساماندهی و فعل و انفعالات فرسایش و رسوبگذاری ازجمله چالشهای مهم در عرصه مهندسی رودخانه بوده و مستلزم آگاهی از کم و کیف آن میباشد. در این مقاله معرفی رودخانه و بازه مورد مطالعه، مدلسازی هیدرولیک جریان و رسوب، تعیین بازههای ساماندهی، انتخاب تابع حمل رسوب مناسب، بررسی اثرات سیلبندها بر هیدرولیک جریان و رسوبگذاری و فرسایش و در نهایت تعیین بازههای فرسایش پذیر و روشهای کنترل و حفاظت آنها بیان میگردد.
معرفی رودخانه و منطقه مورد مطالعه :
رودخانه نکا از ارتفاعات شاه کوه بالا، واقع در جنوب غربی استان گلستان سرچشمه گرفته، با طی مسافتی حدود 165 کیلومتر به ایستگاه آبسنجی آبلو واقع در شهر نکا رسیده و با طی مسافت حدود 25 کیلومتر از ایستگاه آبلو به دریای خزر می ریزد.این رودخانه از جنوب شرقی شهر نکا وارد شهر شده و پس از پیچ و خم های فراوان با شیب متوسطی حدود 0/365 درصد از سمت غربی شهر خارج می شود. حوزه آبریز نکا حدودا بین 53 درجه و 17 دقیقه الی 54 درجه و 44 دقیقه طول شرقی و 36 درجه و 28 دقیقه الی 36 درجه و 42 دقیقه عرض شمالی قرار دارد. منطقه مورد مطالعه در این مقاله، در بازه ای به طول تقریبی 3200 متر، روی رودخانه نکا، در حد فاصل پل کمربندی در بالادست تا مسافتی پس از پل اصلی شهر در پایین دست می باشد شکل . - 1 -
شکل - 1 - بازه مورد مطالعه روی رودخانه نکارود
مدلسازی :
مدلسازی هیدرولیک جریان:
ابتدا نقشه توپوگرافی منطقه مورد مطالعه از سازمان آب منطقه ای استان مازندران تهیه شده و مقاطع به صورت دستی در نرم افزار اتوکد زده شده و به همراه دیگر پارامترهای هیدرولیکی وارد نرم افزار HEC-RAS شدهاند شکل - . - 2تحلیل جریان برای حالت مختلط - فوق بحرانی و زیربحرانی - و دبی های با دوره بازگشت 500،100،50،25،10،2 ساله با مقادیر 1160،706،552،419،274،86 متر مکعب در ثانیه انجام شده است.
شکل - 2 - پلان رودخانه نکارود منطقه مورد مطالعه
مدلسازی رسوب:
چوننتایج حاصل از مدل انتقال رسوب کاملاً وابسته به نوع معادله انتخاب شده می باشد پس ابتدا توابع حمل رسوب بیان میشود و سپس به مدلسازی آن در نرم افزار HEC-RAS پرداخته خواهد شد. توابع حمل رسوب شامل روش ایکرز و وایت - 1973 - و - 1990 - ، روش انگلوند و هانسن - 1967 - ، روش لارسن - 1989 - ، روش میر پیتر و مولر - 1948 - ، روش توفالتی - 1968 - ، روش ویلکاک - 2001 - ، روش انتقال ذرات ماسه - 1973 - و انتقال ذرات شن - 1984 - یانگ میباشند. برای مدلسازی رسوب رودخانهای و تعیین تابع حمل رسوب در نرمافزار HEC-RAS4.0 رودخانه را مدلسازی کرده و پس از وارد کردن منحنی دبی-دبی رسوب در هر بازه از رودخانه - و یا کل رودخانه - و اطلاعات دانهبندی در شکل - 3 - ، با وارد کردن حداکثر عمق فرسایش - گود افتادگی - در هر مقطع، اطلاعات مربوط به رسوب تکمیل خواهد گردید. البته تابع حمل رسوب در مورد اطلاعات رسوبی بسیار با اهمیّت و تأثیر گذار خواهد بود که در ادامه برای رودخانه تعیین خواهد گردید. اطلاعات مربوط به دبی ورودی به بالادست هر رودخانه هم از دیگر اطلاعات مهم مربوط به مدلسازی رسوب میباشد. جدول - 1 - مقادیر دبی رسوب و دبی جریان یک ساله را برای بالادست منطقه مورد مطالعه - ایستگاه هیدرومتری آبلو - بیان میکند و شکل - 4 - منحنی دبی- دبی رسوب - منحنی سنجه رسوب - در ابتدای بازه مورد مطالعه را نمایش میدهد:
جدول - 1 - مقادیر دبی و دبی رسوب مربوط به منحنی دبی-دبی رسوب ابتدای بازه
