بخشی از مقاله
چکیده
در مسائل مورفودینامیکی و ساماندهی رودخانه، جریان غالب شکل دهنده آبراهه به عنوان دبی طراحی در مسائلی چون احیاء رودخانه استفاده میشود.اصولاً جریان غالب میتواند به روش صحرایی، جریان با یک دوره بازگشت معین و یا جریان مؤثر محاسبه شود.هرگونه تغییر در مورفولوژی آبراهه نتیجه تغییرات محلی در رسوب است. برای انجام این تحقیق از امار واطلاعات ایستگاه هیدرومتری ایدنک استفاده گردید که سیلاب با دوره بازگشت دوسال به عنوان سیل سالانه انتخاب شد.دبی مقطع پر .جریان موثر ودبی سیلابی به ترتیب 835 و746,3و673 متر مکعب بر ثانیه بدست آمده است.
کلمات کلیدی: دبی، رودخانه، غالب.
مقدمه
مهندسی که می خواند تئوریهای مجاری پایدار را برای کارهای کنترل رودخانه بکار برد ابتدا می بایست تصمیم گیری بنماید که چه دبی ثابتی، دبی معادل به منظور شکل دادن مجرا می باشد. این شکل و مقدار جریان هر که باشد نامش - دبی غالب - گذارده شده است.از آنجائیکه رودخانه ها شکل و ابعاد خود را با سیلابهای گوناگون هماهنگ می کنند باید توجه داشت که این سیلابها هنگامی می توانند مؤثر واقع شوند که بیشتر از جریانی باشند که باعث حرکت رسوبات مواد کف و کناره - آستانه حرکت رسوبات - ، در رودخانه باشند. با توجه به فرضیه فوق می توان اینطور تغییر نمود که کلیه سیلابهای بالاتر از آستانه حرکت رسوبات نقش مؤثری در شکل گیری ابعاد رودخانه دارند بر این اساس در سال 1941 - انگلس - 1 با استفاده از یک مدل فیزیکی در پونای هندوستان به این نتیجه رسید که رودخانه ها به لحاظ دینامیکی تحت یک رشته سیلابهایی می توانند به حالت تعادل خود برسند.
وی بدنبال تحقیقات خود در سال 1947 میلادی این قبیل جریانات را جریان غالب نامگذاری نمود. در سال 1949 میلادی این قبیل جریانات را جریان غالب نامگذاری نمود. در سال 1947 میلادی به دنبال آزمایشهای بیشتر بر روی مدل فیزیکی با بستر ماسه ای به این نتیجه رسید که مقدار جریان غالب به لحاظ کمی 80 درصد جریان مقطع پر2 کانال می باشد. وی در تکمیل مطالعات خود به اهمیت پارامترهای عرض، عمق، شیب و دانه بندی مواد کف و کناره اشاره کرد و یادآور شد که پارامترهای مذکور به دبی جریان و دبی رسوب وابسته می باشند. در حقیقت جریان غالب به جریان دائمی اطلاق می شود که بتواند مانند سیلابهای طبیعی باعث ایجاد رژیم - تعادل - در رودخانه شود.
شناسایی جریان غالب
برای هر رودخانه سه روش کمی تعیین دبی غالب پیشنهاد شده است که عبارتند از:
-1 دبی متوسط سیل سالانه با دوره بازگشت 2/33 سال - Mean annual flood -
-2دبی مقطع پر - “Bankfull discharge -3 دبی مؤثر × “Effective discharge -
از میان دبی های فوق یکی کنترل کننده ابعاد رودخانه بوده و سبب ایجاد تعادل میشود که در زیر تعاریف هر یک بیان می گردد.متوسط سیل سالانه با دوره بازگشت 2/33 سال - Mean annual flood - چنانچه سیلابها بوسیله توزیع گامبل تعریف شوند مقدار متوسط در این توزیع هنگامی بدست می آید که متغیر تقلیل یافته y مساوی 0/5772 باشد. با جایگزین نمودن آن در تابع توزیع گامبل دوره بازگشت متوسط سیل سالانه 2/33 سال محاسبه می شود. - ولمن - 1955 1 از میانگین سیلابهای سالانه به عنوان جریان تشکیل دهنده رودخانه یاد کرد.
دبی مقطع پر - Bankfull discharge -
جریانی که در آن رودخانه در آستانه سیل قرار گیرد و پس از آن جریان آب وارد سیلاب دشت شود دبی مقطع پر و مقطعی که متناظر با چنین جریانی باشد مقطع پر نامیده می شود. بنابراین در مشاهدات صحرائی تعیین سیلاب دشت از اهمیت بسزایی برخوردار است. همانگونه که در شکل - 1 - نشان داده شده است از نظر ریخت شناسی، به مقطعی که در آن نسبت عرض سطح به عمق ماکزیمم - w/d - و عمق ماکزیمم - - d در یک دستگاه متعامد مختصات به حداقل برسد مقطع پراطلاق می شود.
سطح لبریز
سطح فعال دشت سیلابی نشان دهنده سطح لبریز می باشد ولی تعیین این سطح می تواند به رأی حداقل نسبت عرض به عمق - W/d - یک روش ساده را برای تعیین سطح لبریزدر هر مقطع از رودخانه بدست می دهد، اگرچه باید مراقب بود که این سطح همان سطح فعال دشت سیلابی می باشد بدلیل ناهمواریهای طبیعی سطح دشت سیلابی راجح است که از یک سطح میانگین لبریز که در طولی از رودخانه تعیین می شود استفاده نمود و به اندازه گیری در محل یک مقطع قناعت ننمود. این کار را می توان با ترسیم ارتفاعات در جایی که نسبت عرض به عمق در حداقل است برای یک سری از مقاطع در طول بخشی از رودخانه و رسم مناسب ترین خط گذرنده از بین نقاط انجام داد. سطوحی که به طور غیرعادی و موضعی پایین و کم ارتفاع هستند می شود صرفه نظر نمود مشروطه بر اینکه علت آن را بتوان توضیح داد.
تناوب و مدت جریان لبریز
مطالعات متعددی برای تعیین تناوب یا دوره برگشت و مدت جریان لبریز صورت گرفته است. - ولمن و لئوپولد - 19571 دریافتند که در 24 رودخانه آمریکا که دارای دشت سیلابی بالغ می باشند فاصله تکرار دبی لبریز ماکزیمم سیلاب سالیانه بین 1 و 5 سال می باشد. برای این محلها در جایی که دشت سیلابی بوضوح تعریف شده بود فاصله به یک نزدیکتر است تا دو .عدد 1/5 سال بعنوان یک میانگین قابل قبول به نظر می رسد که بعدها نیز با داده های ایالات متحده تایید گردید.
دبی موثر - - Effective discharge
جریانی که بیشترین انتقال رسوب به آن منتسب می شود جریان تشکیل دهنده غالب یا جریان موثر نامیده می شود. با ضرب نمودن منحنی سنجه رسوب در هیستوگرام فراوانی دبی ها روزانه،منحنی رسوب کل حاصل میشود که نقطه اوج آن دبی موثرمی باشد واین دبی متناظر باحمل حداکثر رسوب رودخانه خواهدبود.محققین از میان دبی های مؤثر، مقطع پر و متوسط سیل با دوره بازگشت 2/33 سال یکی را بعنوان غالب در نظر گرفته و در معادلات رژیم بکار برده اند.
مقایسه دبی غالب در رودخانه های ماسه ای وشنی
انتقال بار بستر در رودخانه های ماسه ای در تمام جریانها اعم از جریانهای سیلابی بزرگ و کوچک اتفاق میافتد اما برای رودخانههای شنی این انتقال در جریانهای بالاتر از آستانه حرکت امکان پذیر میباشد و هرچه جریان به جریان مقطعپر رودخانه نزدیکتر میشود بر مقدار رسوبات جابجا شده با از بین رفتن لایه سطحی در رودخانههای شنی که نقش زرهی داشتهاند، افزوده میگردد و همچنین سرعت انتقال با از بین رفتن این لایه افزایش می یابد. همچنین به دلیل نوع بار انتقالی متفاوتی که در دو نوع رودخانه شنی و ماسهای بر آنها حاکم است نقطه اوج هیستوگرامهای بار بستر دراین دو دسته رودخانه شنی و ماسه ای در دو محل متفاوت مشاهده شده است. با مشاهده چنین تأثیراتی در پیک هیستوگرام بار این انتظار هم قابل قبول میباشد که مطابق با نتایج بدست آمده برای دوره بازگشت برای جریان مؤثر در این رودخانه ها متفاوت باشد.
بطوریکه در رودخانههایی که انتقال رسوب آنها به صورت هیدرولیکی کنترل شده،اساساً رودخانههایی هستند که انتقال بار به شکل بار بستر است، برای جریان مؤثر مقادیر بزرگتری نسبت به رودخانه هایی که محدودیتهای تأمین انتقال رسوب را محدود می کند، رودخانه های ماسه ای و یا رودخانههایی که انتقال بار بستر ناچیز است، وجود خواهد داشت.در رودخانه های ماسه ای جریانی که مسئول حمل بیشترین رسوبات در رودخانه میباشد طی جریانهای کوچکتری نسبت به رودخانههای شنی، حول و حوش سیلابهای متوسطی که در رودخانه رخ میدهد اتفاق میافتد و جریانهای کوچک نقش ترمیم را در اینگونه رودخانهها ایفا میکنند.
