بررسی عددی عوامل مؤثر بر توزیع غلظت رسوب معلق نامتعادل در رودخانه‌های طبیعی (مطالعه موردی: رودخانه قره‌سو، کرمانشاه)

Abstract

چگونگی تغییرات غلظت رسوب معلق در طول مسیر رودخانه و بررسی عوامل تأثیرگذار بر آن همواره مورد توجه مهندسین علم هیدرولیک و محیط زیست می­باشد. عدم وجود ایستگاه‌­های اندازه­گیری کافی و مشکلات نمونه­‌برداری رسوب معلق، تهیه مدل‌­هایی که به درستی رسوب معلق را در طول مسیر رودخانه روندیابی نمایند ضروری می­نماید. در طبیعت رسوب بصورت نامتعادل انتقال می‌یابد در حالی‌که خیلی مدل­های تجاری حالت ظرفیت حمل یا متعادل را در نظر می‌گیرند. از این رو در تحقیق حاضر مدلی عددی تهیه شده با حل عددی معادله تک­بعدی انتقال و پخش غیرماندگار روندیابی رسوب معلق در یک بازه رودخانه­ای را در شرایط عدم تعادل انجام می­دهد. پس از صحت­سنجی مدل، تأثیر ده روش عددی منفصل­سازی، پنج معادله انتقال رسوب، هشت رابطه ضریب پخشیدگی و هشت رابطه سرعت سقوط ذره بر تغییرات بار رسوب معلق در طول بازه مورد مطالعه بررسی شد. نتایج تحقیق نشان داد استفاده از رابطه تجربی وایف مقدار رسوب معلق بیشتری را نسبت به سایر روابط دیگر برآورد می­کند. در میان روابط سرعت سقوط ذره رابطه استوکس سرعت سقوط بیشتری را برآورد می­کند که باعث می­شود احتمال معلق شدن ذرات رسوب کمتر و در نتیجه غلظت آن نسبت به سایر روش­ها کمتر باشد. همچنین در بین روش­های منفصل­سازی روش وان لییر خطای کمتری را دارا است. از طرفی رابطه الدر کمترین و رابطه کاشفی پور– فالکونر بیشترین مقدار پخشیدگی را در هیدروگراف غلظت از خود بجا می­گذارند. علاوه بر این نتایج تحقیق حاضر نشان داد غلظت رسوب برآورد شده در حالت عدم تعادل حدود 7/11 درصد بیشتر از ظرفیت حمل بار معلق محاسبه شده توسط روابط تجربی می­باشد.

Keywords

• رسوب معلق
• رودخانه قره سو
• شبیه سازی عددی
• عدم تعادل
• کرمانشاه