بخشی از مقاله
چکیده
رودخانه دز یکی از مهمترین رودخانه های استان خوزستان جهت تأمین آب شرب، کشاورزی و تولید نیروی برق به شمار می رود. ایستگاه پمپاژ سبیلی که بزرگترین ایستگاه پمپاژ شبکه آبیاری ناحیه شمال خوزستان - دز - می باشد، بر روی این رودخانه و در بالادست سد تنظیمی دز واقع گردیده است . ورود رسوبات رودخانه دز به آبگیر ایستگاه پمپاژ سبیلی از جمله مشکلاتی است که باعث کاهش راندمان ایستگاه و صرف هزینه های زیاد جهت لایروبی این آبگیر شده است.
نتایج بررسی نشان می دهد در آبگیر سبیلی به طور متوسط هر سال 11600 مترمکعب گل و لای لایروبی می شود. لذا با توجه به اهمیت موضوع، در این تحقیق از نرم افزار شارک برای شبیه سازی هیدرولیک جریان و رسوب استفاده گردید ه است . هدف از این تحقیق برآورد میزان انتقال رسوب در آبگیر سبیلی رودخ انه دز با استفاده از نرم افزار شارک می باشد. برای این منظور از اطلاعات ایستگاه هیدرومتری دزفول - در نزدیکی آبگیر سبیلی - استفاده گردید و با معرفی اطلاعات ورودی مورد نیاز ، مدل برای شرایط مختلف هیدرولیکی اجرا شد. سپس نتایج حاصل از اجرای مدل با اطلاعات و مشخصاتاندازه گیری شده میدانی مورد واسنجی قرار گرفت. مقایسه انجام شده نشان میدهد، مدل دارای توانایی مناسب برای شبیه سازی هیدرولیک جریان و رسوب میباشد.
همچنین با استفاده از نرم افزار، طراحی حوضچه رسوبگیر مجددا انجام شده و راندمان تله اندازی برای دبی های مختلف مح اسبه گردید . قطر میانه مواد کف در حوضچه توسط نرم افزار 0/113 میلیمتر محاسبه شد، که همین مقدار در محل 0/118 میلیمتر برداشت گردیده است. همچنین نرم افزار قطر میانه ذرات ماسه ورودی به حوضچه را 0/091 میلیمتر نشان می دهد، در حالیکه در محل این مقدار 0/095 میلیمتر بدست آمد. بنابراین مقایسه بین داده های اندازه گیری شده و واقعی نشان می دهد که مدل دارای توانایی مناسب جهت شبیه سازی و محاسبه پارامترهای رسوب میباشد.
مقدمه
رسوبگذاری مشکلی است کهبه تمامی کانالهای آبیاری که آب را مستقیماً از رودخانه منتقل می کنند مربوط میشود. تجمع رسوبات از ظرفیت شبکههای آبیاری کاسته و اگر به طور منظم این رسوبات جمع آوری نشوند، بتدریج به خرابی و نهایتاً به زوال کامل کانال منجر میگردد. این عمل باعث می شود که ضمن تحمیل هزینه های زیاد برای لایروبی این رسوبات، عملیات بهره برداری مختل شده و حتی گاهی شبکه با کمبود آب مواجه گردد . بنابراین به منظور جلوگیری از ورود رسوبات به داخل شبکه و کاهش هزینه های نگهداری میتوان یک حوضچه رسوبگیر را در ابتدای شبکه احداث نمود.
حوضچههای ته نشینی در کانالهایی با سطح مقطع بزرگ ساخته می شوند، به جهت آنکه سرعت جریان تا آن حد پایین بیاید که رسوبات در حوضچه رسوبگیر ته نشین گردند.
تاکنون تحقیقات متعددی در زمینه روند رسوبگذاری در حوضچه های ترسیب صورت گرفته است. آبشوری و قمشی در سال - 1385 - در تحقیقی روند رسوبگذاری در حوضچه ترسیب شبکه کانالهای آبیاری کشت و صنعت امام خمینی - ره - را با استفاده از نرم افزار شارک بررسی نمودند.
کمان بدست و همکاران در سال - 1389 - در مقاله ای به شبیه سازی رسوب در شبکه آبیاری و زهکشی کشت و صنعت امیرکبیر با استفاده از نرم افزا شارک پرداختند. پولادک و همکاران در سال - - 1387 درمقاله ای با عنوان بررسی و محاسبه پارامترهای رسوب در شبکه آبیاری و زهکشی دعبل خزاعی با استفاده از مدل شارک، پارامترهای رسوب را بررسی نمودند. همچنین کبری نیسی و همکاران در سال - 1387 - در مقاله ای به بررسی راندمان حوضچه ترسیب سد انحرافی جایزان با استفاده از مدل شارک پرداختند.
مواد و روشها
برای بررسی و ارزیابی میزان انتقال رسوب در آبگیر سبیلی رودخانه دز ، به دلیل پیچیدگی فرآیند رسوبگذاری از مدل کامپیوتری شارک استفاده گردید. این نرم افزار ابزاری سودمند جهت محاسبه بار انتقال رسوب و پارامترهای لازم جهت نیل به اهداف این تحقیق می باشد .
در این خصوص آمار و اطلاعات میدانی و بایگانی شده در خصوص پارامترهای هیدرولیکی، میزان آب مصرفی آبگیر سبیلی و همچنین اطلاعات آب و رسوب رودخانه دز از ایستگاه هیدرومتری دزفول - به جهت نزدیکی به محل طرح و وجود داشتن اطلاعات رسوب دز - جمع آوری گردید و سپس این اطلاعات جهت محاسبه انتقال رسوب به نرم افزار داده شد . پس از انجام دستورالعمل منوها، خروجی های مدل به صورت نمودار و کمیت های عددی دریافت شد و سرانجام نتایج حاصل از مدل، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
سیمای طرح
اراضی شبکه آبیاری دز از سمت شمال به تپه ماهورهای شمالی دزفول ، از مشرق به رودخانه شوره - مسیل شوره - ، از جنوب به اراضی هفت تپه و رودخانه شاوور و از مغرب به رودخانه کرخه محدود می گردد .
آبگیر سبیلی دزفول با مختصات جفرافیایی 48-26 -11 طول شرقی و 32-25-47 عرض شمالی جهت تنظیم آب شبکه آبیاری دزفول در چند متری بالا دست پل چهارم دزفول احداث و مورد بهره برداری قرارگرفته است . طول حوضچه ترسیب سبیلی 389 متر می باشد . در شکل - 1 - موقعیت آبگیر سبیلی و پمپهای ایستگاه سبیلی مشاهده می شود.
ظرفیت اسمی ایستگاه پمپاژ سبیلی 16 مترمکعب بر ثانیه است، همچنین در این ایستگاه تعداد 8 پمپ وجود دارد که 4 عدد از این پمپ ها با دبی 2555 لیتر بر ثانیه و 4 عدد دیگر با دبی 642 لیتر بر ثانیه آب را پمپاژ می کنند . در عمل 6 عدد پمپ فعال می باشند و دو عدد دیگر - یکی با دبی 2555 لیتر بر ثانیه و دیگری با دبی 642 لیتر بر ثانیه - حالت آماده باش داشته تا در صورت لزوم جایگزین دیگر پمپ ها شوند
بررسی آمار 30 ساله رودخانه دز نشان میدهد، بطور متوسط می توان دبی 512/42 m3/s را متوسط دبی ماه های پرآب رودخانه دز در نظر گرفت.
به منظور کالیبره کردن مدل، اندازه گیری مقاطع عرضی، دبی، عمق جریان و شیب سطح آب در زمان نمونه برداری انجام گردید. نتایج اندازه گیری ها نشان میدهد زمانی که دبی رودخانه دز 512/42 متر مکعب بر ثانیه می باشد، عمق رودخانه دز 5/362 متر و شیب رودخانه 0/000167 و سرعت جریان آب در رودخانه 0 /917 متر بر ثانیه می باشد.
در زمانی که دبی رودخانه دز 512/42 متر مکعب بر ثانیه می باشد، طبق آمار بدست آمده از سازمان آب و برق خوزستان، دبی ایستگاه پمپاژ سبیلی 5/13 مترمکعب بر ثانیه است. همچنین اندازه متوسط بار بستر رودخانه D50=5 mm می باشد.
طبق اطلاعات بدست آمده از شبکه بهره برداری ناحیه شمال ، حجم گل و لای لایروبی شده از آبگیر سبیلی - هر 5 سال یکبار این آبگیر لایروبی می شود - برابر 58000 مترمکعب می باشد که می توان گفت به طور متوسط در هر سال 11600 مترمکعب گل و لای لایروبی می شود.
شکل - 1 - پمپ های آبگیر سبیلی
معرفی نرم افزار
شارک، آنالیز هیدرولیکی رسوب برای اصلاح و توسعه کانالها و یک نرم افزار جامع برای طراحی و کمک به شناسایی و حل مسائل رسوب در کانالهای آبیاری است . شارک به طور کلی نرم افزاری است یک بعدی که بیشتر برای طراحی و آنالیز حوضچه های ترسیب، تخلیه کننده های رسوب، مسیریابی رسوب و یک مدل ابتکاری و خلاق برای پیش بینی و رفع رسوب در شبکه کانالهاست. این مدل شامل 6 ماژول است، این ماژول ها در واقع ابزار اصلی این نرم افزار و شامل موارد ذیل می باشند
نتایج و بحث
الف -نحوه کالیبره کردن نرم افزار شارک
به منظور کالیبره کر دن مدل، از دبی اندازه گیری شده رودخانه دز در موقع نمونه برداری که برابر با 512/42 متر مکعب بر ثانیه می باشد، استفاده گردید . اشل رودخانه متناسب با این دبی برابر با 127/8متر میباشد
