توسعه مدل تحلیلی ارزیابی نقش کاربری اراضی بر پایداری بازه های شنی رودخانه های آبرفتی (مطالعه موردی: رودخانه گرگان رود)

مورفولوژی مجاری آبرفتی و به ویژه برقراری تعادل دینامیکی پایدار (رژیم) در یک رودخانه از موضوعات مهم و جذاب در مهندسی رودخانه است. مطالعات آزمایشگاهی و صحرایی بسیاری به منظور درک و دریافت ارتباط بین متغیرهای موثر بر هندسه رودخانه های آبرفتی صورت گرفته است. اغلب روش ها و راه حل های به کار رفته به صورت تجربی و مفهومی می باشد و تلاش محدودی برای دست یابی به روش های منطقی و تحلیلی بررسی رفتار رودخانه و هندسه هیدرولیکی مقطع پایدار، انجام شده است. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی تغییرات کاربری اراضی حاشیه رودخانه بر روی تغییرات پارامترهای هندسه هیدرولیکی مقطع شامل عرض و عمق رودخانه انجام شده است. بدین منظور مدل تحلیلی موسوم به مدل رژیم منطقی، به کار رفته است که در آن دست یابی به پارامترهای هندسه هیدرولیکی مقطع پایدار رودخانه (عرض و عمق) با کمی نمودن عوامل کنترل کننده مقطع و ارضاء روابط و معادلات حاکم بر رودخانه، صورت می گیرد. این مدل در رودخانه های با مقطع عرضی به صورت ذوزنقه با کناره های فوقانی قائم قابل استفاده است. این شکل مقطع، منطبق با شرایط رسوب شناختی کناره در بازه هایی است که کناره های تحتانی از رسوبات غیرچسبنده با خصوصیات ایستایی مشابه رسوبات بستر و کناره های فوقانی از مواد ریزدانه مسلح شده با ریشه های پوشش گیاهی کناره می باشد. از آنجا که عرض و عمق مقطع پایدار رودخانه تحت شرایط پایداری کناره ها حاصل می شود، بنابراین مقاومت کناره به عنوان یک عامل اساسی و مهم در تشکیل هندسه پایدار رودخانه، در مدل وارد شده است. مقاومت کناره رودخانه از دو مولفه شامل خصوصیات ایستایی ذرات رسوب (ϕ)  و چسبندگی ('C) تشکیل شده است که در مدل مورد نظر، پارامتر ϕ در آنالیز پایداری کناره تحتانی و چسبندگی موثر در آنالیز پایداری کناره فوقانی به کار رفته اند. به منظور  توسعه مدل، اثر پوشش گیاهی در قالب پارامتر H (حداکثر ارتفاع پایدار کناره که معادل عمق ریشه پوشش گیاهی می باشد) به صورت کمی درآمده است. در این تحقیق تاثیر تغییر کاربری اراضی حاشیه رودخانه گرگانرود بر روی مقطع پایدار آن از طریق تاثیر بر روی مقاومت کناره مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج تحقیق، تعریض و ترازافزایی رودخانه را به دنبال تغییرات کاربری مرتع به مسکونی، مرتع به کشاورزی و کشاورزی به مرتع، نشان داد . با تغییرکاربری از کشاورزی به مرتع، ترازکاهی و کاهش عرض نتیجه می شود که نتایج مدل پس از واسنجی، توافق خوبی را با مشاهدات صحرایی نشان میدهد.