بررسی تغییرات الگوی رسوب گذاری جریان با ایجاد حلقه در مسیر رودخانه کارون در محدوده زرگان-فارسیات

مقدمه: تحقیق حاضر با هدف بررسی و تعیین تغییرات رسوب در رودخانه کارون، در منطقه زرگان-فارسیات با در نظر گرفتن شرایط موجود و زمان ایجاد حلقه انجام گرفته است. شبیه سازی رودخانه در فاصله حدود ۷۵ کیلومتری در منطقه زرگان-فارسیات با استفاده از مدل HEC-RAS انجام شد. یکی از اصلی ترین و مهم ترین مسائل در بخش آب، تامین آب مورد نیاز و انتقال آن است. از عوامل کاهش دهنده راندمان انتقال، رسوب گذاری در کانال های انتقال آب و تاسیسات آبیاری است. علم شناخت رسوبات و کنترل آن ها برای متخصصان مهندسی آب امری ضروری است. بنابراین در این مطالعه به بررسی الگوی جریان و انتقال رسوبات در شبکه کانال های روباز پرداخته شده است. همچنین در این مطالعه به منظور تعیین تغییرات الگوی جریان و رسوب رودخانه کارون در شرایط موجود و زمان ایجاد لوپ بررسی گردید.پیشینه پژوهش: گیبسون و همکاران (۲۰۱۰) رودخانه COWLITZ را با توجه به بستر متحرک مدل سازی کردند و از مدل HEC-RAS برای شبیه سازی استفاده کرد. آن ها مدل سازی را برای ۲۰ مایل آخر رودخانه انجام دادند زیرا احتمال سیل به دلیل رسوب گذاری در این منطقه بیشتر بود. هدف از این مطالعه بررسی اثرات رسوب گذاری بر افزایش خطر سیل در بلندمدت بود. رابطه Laursen-Copeland در محاسبات رسوب مورد استفاده قرار گرفت زیرا رسوبات از ماسه بسیار ریز تا قلوه سنگ های بزرگ متغیر بودند. هم چنین بیان کردند که قابلیت افزودن اندازه ذرات بستر در ۲۰ کلاس مختلف به مدل HEC-RAS در نسخه ۴.۱ اضافه شده است.مواد و روش ها: موقعیت جغرافیایی این تحقیق بر اساس سیستم جغرافیایی UTM در حدود ''۳۳'۲۲˚۳۲ تا ''۳۲'۴۵˚۱۷ عرض شمالی و ''۴۰'۲۲˚۴۸ تا ''۴۸'۵۷˚۱۹ طول شرقی است. طول کل مسیر مورد مطالعه حدود ۷۵ کیلومتر بین زرگان و فارسیات و شامل ۱۵۵ مقطع عرضی و طول تقریبی پیچ و خم ۴/۱۳ کیلومتر است. به منظور شبیه سازی جریان هیدرولیکی و رسوب گذاری رودخانه توسط مدل HEC-RAS، اطلاعات هندسی (مقاطع، فاصله مقاطع از بخش کنترل پایین دست، ضریب زبری مانینگ و ضرایب باز و باریک شدن)، اطلاعات هیدرولیکی (اطلاعات جریان و سطح تراز در ایستگاه پایین) هواشناسی (دمای آب) و رسوبی (مربوط به دبی جریان-رسوب و دانه بندی رسوبات بستر) ضروری است.نتایج و بحث: به طور کلی می توان گفت که پس از تشکیل حلقه، فاصله بالادست (R۱) رسوب گذاری آن از بالادست به پایین دست کاهش می یابد تا اینکه در دوشاخه رودخانه دچار فرسایش می شود و فاصله میانی (R۲) از حالت فرسایش پذیر به حالت رسوبی تغییر می کند و فاصله پایین دست حلقه (R۳) تقریبا بدون تغییر باقی می ماند و تمایل بسیار کمی به فرسایش نشان می دهد. نتیجه گیری کلی:قسمت میانی رودخانه کارون (R۲) با ایجاد یک حلقه از فرسایش پذیر به رسوبی تبدیل می شود که دلیل تمایل رودخانه به رسوب گذاری در این بخش پس از ایجاد حلقه را دارد. هم چنین کاهش میزان ورودی جریان و در نتیجه آن کاهش سرعت جریان در این بخش، ناشی از تقسیم جریان دو شاخه رودخانه در بالادست این بخش است. به طور کلی می توان گفت که پس از ایجاد حلقه بازه بالادست (R۱)، رسوب آن از بالادست به پایین دست کاهش می یابد تا اینکه در دوشاخه رودخانه دچار فرسایش می شود و فاصله میانی (R۲) از فرسایش پذیر به رسوبی تبدیل می شود و فاصله حلقه پایه (R۳) تقریبا بدون تغییر باقی می ماند و تمایل بسیار کمی به فرسایش پذیری دارد.

Keywords:

انتقال رسوب , بستر متحرک , جریان غیرماندگار , شبکه کانال های روباز , مدل ریاضی HEC-RAS