بخشی از مقاله
خلاصه
یکی از روشهاي برآورد رسوب ورودي به سدها، منحنی سنجه میباشد. در تحقیق حاضر، با استفاده از آمار دبی و رسوب ایستگاههاي ورودي به مخزن سد سفیدرود - گیلوان در شاخه قزلاوزن و لوشان در شاخه شاهرود - ، منحنی سنجه در دو حالت سالانه و ماهانه ترسیم و مشاهده شد رسوب ورودي در سالهاي 1365 تا 1378 کمتر از بقیه سالها است و منحنیها بصورت سالهاي کمرسوب و سالهاي عادي تفکیک شد. براي همه نمودارها مقدار RMSE - میانگین مجذور مربعات خطا - براساس 30درصد از دادههاي حذف شده در مرحله اول بدست آمد و مشخص شد که روابط ماهانه برآورد دقیقتري از رسوب ورودي به مخزن ارائه میدهد.
.1 مقدمه
رودخانهها یکی از اصلیترین منابع آب سطحی به شمار میروند. بهمنظور استفاده مناسب از آب رودخانهها در مسیر آنها سدهاي مخزنی احداث میشوند. احداث سد با هدف مهار سیل و ذخیره منابع آب در فصول پرآب به منظور کاهش اثرات کم آبی و خشکسالی در سایر فصول می باشد. یکی از مسائلی که در حین بهره برداري از سدها همیشه مشکلساز است، مسئله فرسایش خاك و رسوبگذاري در مخزن سد میباشد . - 1 - از اثرات رسوبگذاري در مخزن سد میتوان به تاثیر بر رفتار هیدرولیکی جریان خروجی از مخزن سد، کاهش ظرفیت آبگیري مخازن، امکان مسدود شدن آبگیرهاي عمقی، اخلال در سامانه بهرهبرداري مخزن و فرسایش بستر پایاب اشاره نمود . - 2 - تخمین دقیق حجم رسوبات حمل شده بوسیلهي رودخانهها و متعاقبا حجم رسوبات ورودي به سدها در بسیاري از پروژههاي کلان مدیریت منابع آب داراي اهمیت فراوان است. به منظور تخمین بار رسوبی ورودي روشهاي مختلفی از جمله روابط رگرسیونی در قالب معادلات سنجه بهکار برده میشود. بهدلیل هزینه بالاي اندازهگیري مداوم رسوب حمل-شده و پایش آن، برآورد میزان رسوبات معلق در رودخانهها معمولا از طریق منحنی سنجه رسوب انجام میگیرد . - 3 -
جهت برآورد میزان رسوب خروجی حوزهها، از منحنی سنجه رسوب که از اندازهگیري تعداد محدودي دبی آب همراه با رسوب معادل آن بدست میآید، استفاده می شود. روابطی که تاکنون براي تعیین بار رسوب معلق بهکار گرفته شدهاند، بیشتر براساس مقادیر دبی متوسط روزانه و یا کلاسهبندي مقادیر دبی آب میباشند، که تنها به رابطه دبی آب و دبی رسوب توجه داشته و در آنها عوامل دیگر موثر در انتقال رسوب چندان به حساب نمیآید. به عبارت دیگر تنها به دبی رسوب به عنوان تابعی از دبی جریان توجه داشته و عوامل دیگري چون زمان وقوع جریان و یا وضعیت هیدروگراف رودخانه براي دسته بندي دادهها درنظر گرفته نمیشود . - 4 - زنگانه و همکاران با روشهاي USBR با دستهبنديهاي سالانه، فصلی، ماهانه، حدوسط دستهها، دبی کلاسه، دوره مشابه هیدرولوژیکی، دوره کمآبی و وضعیت هیدروگراف جریان اقدام به برآورد رسوب در ایستگاه ارازکوسه در حوزهآبریز گرگانرود کردهاند . - 5 -
نخعی و همکاران بار-کل رسوب رودخانه زولاچاي را با استفاده از خصوصیات هیدرولیکی و رسوبشناسی شامل عمق جریان، شیب کانال رودخانه، عرض رودخانه، سرعت جریان آب، دبی، زاویه استقرار ذرات رسوبی و اندازه مشخصه ذرات محاسبه نمودند . - 6 - بشاورد و همکاران وزن مواد معلق حملشده سالیانه در رودخانه قرهسو را به روش وزنی با استفاده از اطلاعات دبی روزانه و میانگین غلظت مواد رسوبی حمل شده محاسبه نمودند . - 7 - لطیفی با استفاده از دادههاي اندازهگیري شده در چند ایستگاه هیدرومتري و از طریق ایجاد همبستگی بین دبی جریان و دبی رسوب و با آزمون چند مدل مقدار رسوب انتقالی را بدست آورده است که این روشها از نظر شیوه استفاده از آمار دبی جریان یا نوع منحنی سنجه رسوب با یکدیگر تفاوت فاحشی را نشان می-دهند . - 8 -
پرتانی و مجدزاده با جمعآوري آمار و اطلاعات دبی روزانه جریان و بارمعلق اندازهگیري شده در ایستگاههاي موردمطالعه، بار رسوب را براي ترازهاي مختلف سطح آب با گامهاي نیممتري به دو روش اصلی هیدرولوژیکی - داده هاي مشاهده شده - و روش هیدرولیکی - معادلات تجربی و آزمایشگاهی رسوب - محاسبه کرده و سپس با مقایسه آنها و بررسی رفتار روابط مختلف و عوامل موثر در میزان محاسبات، معادله مناسب براي هر ایستگاه انتخاب و واسنجی نمودند . - 9 - یوسفوند و همکاران بهمنظور ارزیابی و دقت در برآورد بارمعلق در رودخانه رازآلود، بارمعلق آن را به سه روش آماري مختلف محاسبه کردند، این سه روش از نظر استفاده از آمار دبی جریان یکسان بودند و با توجه به محاسبات انجام شده، مدل سنجه رسوب حد وسط دستهها به عنوان روش مناسب در برآورد بارمعلق انتخاب گردید . - 10 -
پدرام و همکاران با استفاده از روشهاي آماري مانند روش USBR و روش متوسط دستهها با و بدون اعمال ضریب FAO مقدار بار رسوبی را تخمین زدند و همچنین آمار را با درنظر گرفتن دورههاي زمانی خشک و تر و جداکردن دبیهاي پایه و سیلابی مورد بررسی قراردادند. نتایج نشان داد که برآورد رسوب با استفاده از روش متوسط دستهها و همچنین تفکیک آمار بهصورت ماههاي خشک و تر بالاترین ضریب همبستگی را دارد . - 11 - هدف از این پژوهش بررسی رسوب معلق در ایستگاههاي گیلوان و لوشان که روي رودخانههاي ورودي به مخزن سد سفیدرود قرار دارند و تعیین بهترین رابطه بهمنظور محاسبه بار معلق میباشد.
.2 مواد و روشها
سد سفیدرود در محل پیوستن دو رودخانه قزلاوزن و شاهرود در نزدیکی منجیل احداث و براي تنظیم آب این دو رود براي کشاورزي در دشت گیلان و نیز تولید برق بهکار میرود. کار ساخت این سد از 1335 شروع شد و در سال 1340 به پایان رسید. بهرهبرداري از سد در سال 1341 آغاز شد. ارتفاع سد از کف رودخانه 92 متر و طول تاج آن 425 متر است. سد سفیدرود پنج واحد تولید برق دارد که در مجموع بیش از 87 مگاوات برق تولید میکند. طول مخزن در شاخه قزلاوزن 25کیلومتر و در شاخه شاهرود 13کیلومتر است. آبدهی متوسط رودخانه در درازمدت 4835 مترمکعب در سال برآورد شدهاست. سد سفیدرود یکی از رسوبگیرترین سدهاي جهان است. اکنون بیش از نیمی از ظرفیت سد را، رسوبات پرکرده است. از سال 1359 تا 1384 عملیات شاس و تغییر زمانبندي پر و خالی کردن سد براي رفع این مشکل به کار گرفتهشدهاست. همچنین احداث چند سد انحرافی براي رسوبگیري آب رودهاي شاهرود و قزلاوزن در دست اقدام است.
در تحقیق حاضر ابتدا آمار مربوط به دبی روزانه و دبی رسوب اندازه گیري شده در دو ایستگاه ورودي به مخزن سد سفیدرود شامل ایستگاه لوشان در شاخه شاهرود و ایستگاه گیلوان در شاخه قزلاورن از دفتر مطالعات منابع آب سازمان آب منطقهاي گیلان دریافت شد. این آمار مربوط به سالهاي 1342 تا 1388 میباشد.
