مدل‌سازی توزیع اندازه ذرات رسوبی در قوس رودخانه با استفاده از رگرسیون جمعی تعمیم‌یافته

Abstract

توزیع اندازه ذرات رسوبی یکی از موضوعات مهم در دینامیک رسوبات است که به واسطه اثرگذاری بر انتقال رسوب، زبری بستر و شرایط زیست محیطی رودخانه مورد توجه قرار دارد و با وجود اهمیت بیشتر این موضوع در بسترهای قوسی به دلیل شرایط هندسی رودخانه و پیچیدگی جریان‌های حاکم، شناخت کمتری نسبت به آن وجود دارد. در این تحقیق توزیع اندازه ذرات رسوبی در قوس رودخانه‌های با بستر شنی تحت اثر مولفه‌های هندسی قوس و مشخصات هیدرولیکی جریان و با استفاده از داده‌های میدانی مطالعه شده است. 180 نمونه رسوبی از لایه سطحی بستر، پارامترهای هیدرولیکی جریان شامل سرعت و عمق جریان و مشخصات هندسی، از نه قوس آزاد رودخانه برداشت شده و پس از تعیین مشخصات دانه‌بندی رسوبات در آزمایشگاه و محاسبه سایر پارامترهای موردنیاز، از تئوری پی- باکینگهام برای شناسایی پارامترهای موثر بی بعد و تعیین معادله مشخصه استفاده گردیده است. به منظور پرهیز از ایجاد خطا در نتایج، متغیرهای دارای ضریب همبستگی بیشتر از 0.5 و دارای مقدار احتمال بیشتر از 0.5 از فرایند مدل‌سازی حذف شده‌اند و در نهایت با به کارگیری روش رگرسیون جمعی تعمیم‌یافته یک مدل ریاضی برای توزیع اندازه ذرات رسوبی بر اساس پارامترهای هندسی قوس و مشخصات جریان ارائه شده است. رابطه به دست آمده اثرگذاری عدد فرود (Fr)، پارامتر شیلدز (θShields ) و نسبت شعاع قوس به عرض مقطع (Rc/T) بر متوسط اندازه رسوبات بستر (T/ds) با مقدار ضریب تعیین (R^2) برابر 0.76 را نشان می‌دهد.

Keywords

• آنالیز ابعادی
• اندازه ذرات رسوبی
• رگرسیون جمعی تعمیم‌یافته
• قوس رودخانه