مطالعه رسوب شناسی و تخمین اورد سالیانه رسوبات رودخانه کرخه

نوع محتوی: طرح پژوهشی
Language: Persian
استان موضوع گزارش: خوزستان
شهر موضوع گزارش: کارون
Document ID: R-1047491
Publish: 6 October 2018
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
View: 378
Pages: 273
Publish Year: 1389

نسخه کامل Research منتشر نشده است و در دسترس نیست.

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Research:

Abstract:

منطقه مورد مطالعه بخشی از حوضه وسیع ابخیز کرخه بوده که از حوالی ایستگاه هیدرومتری جلوگیر ( نزدیکترین ایستگاه بالادست سد) شروع و تا قبل از دریاچه سد مخزنی کرخه را شامل می شود. از نظر تقسیم بندی زیر حوضه ها، این منطقه در زیر حوضه مولاب واقع شده است. مطالعات رسوب شناسی انجام گرفته در این منطقه به ویژه در اطراف کانال اصلی رودخانه کرخه منجر به شناسایی انواع ساختمانهای رسوبی، رخساره های سنگی از نوع گراولی، ماسه ای، گلی و نیز شناسایی انواع مختلف عناصر ساختاری گردید. رخساره های گراولی در مناطق بالادست و پرشیب منطقه و رخساره های ماسه ای بیشتر در مناطق پایین دست که شیب کانال رو به کاهش است توسعه یافته اند و رخساره های گلی نیز در سرتاسر منطقه و اغلب در بخش دشت سیلابی گسترانیده شده اند. جهت بررسی پارامترهای بافتی و خصوصیات اندازه ذرات رسوبی، تعداد 14 نمونه از مواد رسوبی کف کانال اصلی برداشت گردید که پس از انجام تجزیه و تحلیل های اماری مشخص شد که بستر اصلی رودخانه در بخش های بالا دست از نوع گراولی بوده که در قسمت های پایین دست تبدیل به بستری ماسه ای با شیب ملایم تر می شود. مهم ترین عامل کنترل کننده تغییرات اندازه دانه به سمت پایین دست، جورشدگی هیدرولیکی انتخابی و رسوب ورودی شاخه های فرعی معرفی گردید.

جهت تخمین بار رسوبی رودخانه کرخه در محل ایستگاه جلوگیر ( ایستگاه هیدرومتری بالا دست سد مخزنی کرخه) از روش های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی مختلفی استفاده شد. از بین روش های هیدرولوژیکی مورد ازمون( شامل روش های سالیانه، پر اب- کم اب، فصلی، ماهیانه و حد وسط دسته ها  

به دو شیوه  FAO و USBR )، روش ماهیانه ( FAO ) دارای کمترین میزان مجموع مربعات خطا بوده و لذا  به عنوان روش بهینه معرفی گردید. روش های هیدرولیکی مختلفی چون انگلاند و هانسن، ایکرز و وایت، یانگ و بگنولد (برای تعیین بار کل) و روش های  فان –راین و بگنولد (برای تعیین بار بستر و معلق) مورد ازمون قرار گرفت که در نهایت با استفاده از روش های اماری مختلف مشخص شد که از بین روشهای مذکور، می توان روش یانگ را برای بار کل و روش بگنولد را برای بار معلق و بستر به عنوان مناسب ترین روش ها معرفی نمود.

 نتایج حاصل از اندازه گیری میدانی بار بستر در یک دوره 6 ماهه نشان داد که میزان بار بستر در این بخش از رودخانه 003/0 تا5/0 (میانگین 25/0) درصد  بار معلق می باشد و به طور کلی بستر رودخانه کرخه از نوع بستر ماسه ای هموژن با مواد غیر چسبنده است. در نهایت با تخمین اورد رسوب ورودی و خروجی حوضه و تعیین راندمان تله اندازی، حجم رسوب نهشته شده در مخزن مقدار 01/8 میلیون متر مکعب در سال بر اورد گردید.

فهرست مطالب Research

1-1- مقدمه ................................................................................................................ 2

1-2- ضرورت انجام تحقیق .......................................................................................... 4

1-3- اهداف و فرضیات تحقیق ..................................................................................... 5

2-1- بررسی پیشینه تحقیق در منطقه مورد مطالعه ............................................................ 10

2-2- رسوب شناسی...................................................................................................... 11

2-3- روش های براورد بار رسوبی.................................................................................. 12

2-3-1- روش های هیدرولوژیکی براورد بار رسوبی ........................................................ 14

2-3-1-1- روش اداره عمران اراضی ایالات متحده (روش USBR) ................................ 14

2-3-1-2- روش سازمان خواروبار و کشاورزی (FAO)................................................. 15

2-3-1-3- روش حد وسط دسته ها ............................................................................... 16

2-3-1-4- روش منحنی رسوب چند خطی .................................................................... 16

2-3-1-5- بررسی پیشینه تحقیق روش های هیدرولوژیکی براورد با رسوب......................... 16

2-3-2- روش های هیدرولیکی براورد بار رسوبی............................................................. 18

2-3-2-1- مقدمه.......................................................................................................... 18

2-3-2-2- روشهای انتخاب توابع انتقال رسوب............................................................... 22

2-3-2-3- مقایسه و ارزیابی معادلات انتقال رسوب.......................................................... 24

2-3-2-4- روش انگلاند  و هانسن................................................................................ 25

2-3-2-5- روش ایکرز و وایت..................................................................................... 25

2-3-2-6- روش یانگ ................................................................................................. 26

2-3-2-7- روش فان- راین.......................................................................................... 28     

2-2-8- روش بگنولد.................................................................................................... 29     

2-3-2-9- بررسی پیشینه تحقیق روش های هیدرولیکی براورد رسوب................................ 31

2-4- ویژگی های کلی منطقه مورد مطالعه......................................................................... 32

2-4-1- خصوصیات کلی زیر حوضه مولاب.................................................................... 35

2-4-1-1- شکل حوضه ............................................................................................... 37

2-4-1-2- محیط و مساحت حوضه............................................................................... 37

2-4-1-3- ارتفاع حوضه............................................................................................... 38

2-4-1-4- شیب حوضه................................................................................................ 39

2-4-2- هواشناسی حوضه ............................................................................................ 40

2-4-3- زمین شناسی حوضه........................................................................................... 41

2-4-3-1- سازند شهبازان............................................................................................. 43

2-4-3-2- سازند اسماری............................................................................................. 45

2-4-3-3- سازند گچساران........................................................................................... 45

2-4-3-4- سازند اغاجاری............................................................................................ 46

2-4-3-5- بخش لهبری ............................................................................................... 46

2-4-3-6- سازند بختیاری............................................................................................. 46

2-4-3-7- رسوبات کواترنر........................................................................................... 47

فصل سوم: مواد و روش ها

3-1- مقدمه.................................................................................................................. 49

3-2- نمونه برداری رسوب در منطقه مورد مطالعه ............................................................. 50

3-2-1- نمونه برداری در محدوده ایستگاه جلوگیر............................................................. 52

3-2-2- نمونه برداری از شاخه سیاه گاو .......................................................................... 58

3-2-3- نمونه برداری از مواد کف بستر (Bed material)............................................... 62

فصل چهارم :نتایج و تجزیه و تحلیل داده ها

4-1- روش های هیدرولوژیکی براورد بار رسوبی ............................................................ 66

4-1-1- تخمین و بازسازی داده های غیر موجود............................................................... 66

4-1-2- ازمون همگنی داده ها ....................................................................................... 67

4-1-3- تبدیل امار غلظت رسوب به دبی رسوب براساس دبی جریان ............................... 68

4-1-4- براورد دبی رسوب براساس تمامی داده های اندازه گیری شده  ............................... 70

4-1-5- براورد دبی رسوب به روش کم اب – پراب ...................................................... 75

4-1-6- براورد بار رسوب به روش فصلی...................................................................... 81

4-1-7- براورد بار رسوب معلق به روش ماهیانه.............................................................. 86

4-1-8- براورد دبی رسوب به روش حد وسط دسته ها..................................................... 94

4-2- روش های هیدرولیکی براورد بار رسوب................................................................. 98

4-2-1- روش انگلاند  و هانسن (1972)........................................................................ 99

4-2-2- روش ایکرز و وایت (1973)............................................................................. 103

4-2-3- روش یانگ (1996) ......................................................................................... 107

4-2-4- روش بگنولد (1966) ....................................................................................... 107

4-2-5- روش فان- راین (2004) .................................................................................. 108

4-3- مطالعات رسوب شناسی ........................................................................................ 109

4-3-1- رسوب شناسی رودخانه کرخه............................................................................. 110

4-3-2- انالیز اندازه ذرات ............................................................................................ 112

4-3-3- نتایج حاصل از انالیز اندازه ذرات ...................................................................... 114

4-3-3-1- جورشدگی (Sorting)................................................................................ 114

4-3-3-2- کج شدگی (skewness)............................................................................. 114

4-3-3-3- کشیدگی (kurtosis).................................................................................. 116

4-3-4- ساختارهای رسوبی .......................................................................................... 116

4-3-4-1- لایه یا طبقه.................................................................................................. 116

-3-4-2- لایه بندی مسطح............................................................................................ 117

4-3-4-3- طبقات توده ای (Massive)......................................................................... 118

4-3-4-4-ساخت فلسی (Imbrication)...................................................................... 119

4-3-4-5- طبقه بندی تدریجی (graded bedding)...................................................... 120

4-3-4-6- طبقه بندی مورب (Cross bedding)........................................................... 122

4-3-4-7- ریپل مارک (Ripple mark)...................................................................... 124

4-3-4-8- شیارهای جریانی (Rill wash) ................................................................... 124

4-3-4-9- ترک های گلی (Mud crak)........................................................................ 125

4-3-4-9- ساختمانهای حفر شده و پرشده (Scour and fill)........................................ 127

4-3-4-10- ساختماهای وزنی (Load structure) ....................................................... 127

4-3-4-11- طبقات و لایه بندی های پیچیده......................................................................128

4-3-4-12- ساختمانهای ریزشی (Slump structures)................................................ 128

4-3-4-12- ساختمان های کنکرسیونی (Concretion)................................................... 130

4-3-5- رخساره های سنگی (Litho Facies)............................................................... 130

4-3-5-1- رخساره های گراولی .................................................................................... 132

4-3-5-1-1- رخساره گراولی Gmm (گراول متریکس افزون با طبقه بندی توده ای)............ 132

4-3-5-1-2- رخساره Gmg (گراول متریکس افزون با طبقه بندی تدریجی)....................... 132

4-3-5-1-3- رخساره Gcm (گراول دانه افزون با طبقه بندی توده ای)................................ 133

4-3-5-1-4- رخساره Gci (گراول دانه افزون با طبقه بندی تدریجی) ............................... 134

4-3-5-1-5- رخساره Gh (گراول دانه افزودن با لایه بندی افقی) ..................................... 135

4-3-5-1-6- رخساره GP (گراول چینه بندی شده با طبقه بندی مورب افقی)...................... 136

4-3-5-2- رخساره های ماسه ای .................................................................................... 137

4-3-5-2-1- رخساره sm (ماسه با طبقه بندی توده ای تالایه بندی ضعیف) ........................ 137

4-3-5-2-2- رخساره St (ماسه با طبقه بندی مورب نوع تراف) ...................................... 138

4-3-5-2-3- رخساره Sh (ماسه با لایه بندی افقی)......................................................... 139

-3-5-2-4- رخساره Sp (ماسه با طبقه بندی مورب مسطح) ............................................. 139

4-3-5-2-5- رخساره های Sr و Sl .............................................................................. 139

4-3-5-3- رخساره های گلی ........................................................................................ 140

4-3-5-3-1- رخساره Fr ............................................................................................ 140

-3-5-3-2- رخساره Fm ............................................................................................ 141

4-3-5-3-3- رخساره Fl ............................................................................................ 141

4-3-6- عناصر ساختاری (Architectural element) ................................................. 141

4-3-6-1- عنصر ساختاری GB (سدها و شکل بستر گراولی) ......................................... 143

4-3-6-2- عنصر ساختاری LA (نهشته های با تجمع جانبی) ........................................... 145

4-3-6-3- عنصر ساختاری SB (شکل بستر ماسه ای) ..................................................... 145

4-3-6-4- عنصر ساختاری SG (نهشته های حاصل از جریان ثقلی رسوبی)........................ 147

4-3-6-5- عنصر ساختاری DA (ماکروفرم های با تجمع رو به پایین) ............................... 147

4-3-6-6- عنصر ساختاری OF (ذرات بسیار ریز خارج از کانال) .................................... 148

4-4- نتایج حاصل از اندازه گیری های میدانی.................................................................... 149

4-4-1- مقدمه.............................................................................................................. 149

4-4-2- تعیین ضریب بار بستر با استفاده از روش اندازه گیری مستقیم هیدرومتری جلوگیر........ 149

4-4-3- تعیین رابطه بین بار معلق و بار بستر................................................................... 151

4-4-4- دانه بندی ذرات رسوبی بستر و فرایند انتقال ........................................................ 152

4-4-5- بررسی رابطه دانه بندی رسوبات بار بستر با دبی جریان ......................................... 154

4-4-6- اندازه گیری دبی جریان و بار معلق سرشاخه سیاه گاو............................................ 161

 

فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری

5-1- براورد بار رسوبی با استفاده از روش های رگرسیونی................................................. 163

5-1-1- براورد بار معلق سالانه به روش های منتخب در ایستگاه جلوگیر............................. 164

5-1-2- انتخاب مدل بهینه براورد بار رسوب .................................................................. 166

5-1-3- اعمال ضریب تصحیح جهت براورد بار رسوبی به روش بهینه .............................. 169

5-1-4- تعیین دبی ویژه رسوب با استفاده از روش منتخب ............................................... 169

5-1-5- تعیین میزان بار بستر جهت براورد حجم کل مواد رسوبی...................................... 170

5-1-6- تعیین درصد رسوب فصول و ماههای مختلف سال به روش بهینه ......................... 171

5-1-7- بررسی تطابق دبی اب و دبی رسوب.................................................................. 175

5-2- رابطه بین براورد بار رسوبی و محاسبه عمر مفید سد مخزنی کرخه ............................ 179

5-3- ارزیابی معادلات تجربی مختلف جهت براورد بار رسوب ......................................... 185

5-3-1- بحث پیرامون معادلات تجربی منتخب و انتخاب روش برتر ................................. 195

5-4- بحث پیرامون مطالعات رسوب شناسی .................................................................... 197

5-5 نتیجه گیری............................................................................................................. 205

5-5-1- مطالعات رسوب شناسی ................................................................................... 205

5-5-2- براورد با رسوب به روش های هیدرولوژیکی ...................................................... 206

5-5-3- براورد بار رسوب به روش های هیدرولیکی......................................................... 208

5-5-4- تعیین ضریب بار بستر ...................................................................................... 209

5-5-5- تعیین ضریب راندمان تله اندازی سد ................................................................. 210

پیشنهادات....................................................................................................................................211

منابع فارسی ................................................................................................................. 213

منابع انگلیسی................................................................................................................ 215

پیوست ها...................................................................................................................... 221

نمایش کامل متن