*پژوهش بررسی و مقایسه مدلهای رسوبی و انتخاب یک مدل ریاضی برای رودخانه*
چکیده :
سیستان پهنداشت آرمیده در بستری خشک
سالهاست که از برکت رودخانه هیرمند وهامونهای موجود که از کوههای هندوکش در
افغانستان سرچشمه می گیرند سیر آب می شود .
در این پایان نامه با مطالعه به روی
رسوبات این رودخانه که سبب بالا آمدن کف رودخانه وکاهش حق آبه ایران شده
است ، سعی گردیده تا با بررسی فرمولها ومدلهای مختلف رسوب وانتخاب وکار به
روی یک مدل خاص(Hec-6) تغییرات بستر رودخانه را پیش بینی کنیم تا در نتیجه
بتوان در اثر وجود اطلاعات بستر راهکارهای علمی تری برا ی کنترل این
رسوبات ارئه دهند.
در این پایان نامه ابتدا بررسی تئوریک
رسوب وبرخی اصطلاحات مربوط به این علم پرداخته شده است و سپس با تعریفی از
منطقه واطلاعات موجود درمنطقه و نیز اطلاعات به دست آمده ،رودخانه سیستان
ومنطقه مورد نظر بطور اجمالی شناسانده شده است . در دنباله مدلها
وفرمولهای مختلف رسوب را مورد بررسی قرار داده ومدل (Hec-6) به عنوان مدل
قابل استفاده انتخاب شده است . سپس با اجرای این مدل یک بعدی ماندگار(با
استفاده از مقاطع سا ل1370 وپیش بینی این مقاطع برای 8 سال بعد و مقایسه
آنها با مقاطع سال 1378 فرمول توفالتی بعنوان فرمولی که نزدیک ترین جواب را
با نقشه های سال 1378 داشت انتخاب گردید .
(1-1)-مقدمه :
هنگامیکه سنگ اصلی تحت تأثیر هوازدگی متلاشی شد مواد توسط آب یا باد حمل می شوند و رسوبات را بوجود می آورند.
(2-1)-انواع رسوبات:
1- آبرفتی:
مواد معدنی که به وسیله رودخانه حمل می شوند و ته نشین می گردند.
2- لِس:
روسوباتی که توسط باد جابجا می شوند.
3- رسوبات یخچالها:
رسوباتی که توسط یخچالها حمل می شوند.
در این مبحث درباره آب جاری و رسوبات بحث می کنیم. به همین منظور برخی از متداولترین اصطلاحات بکار رفته در این علم معرفی می شود.
1- جرم مخصوص: (Den stiy)
عبارتست از جرم در واحد حجم
2- وزن مخصوص: (Specific weight)
عبارتست از وزن در واحد حجم
بین دو اصطلاح فوق رابطه زیر برقرار است.
- (1-1)
: وزن مخصوص
: جرم مخصوص
: شتاب ثقل
وزن مخصوص دانه های رسوب ته نشین شده به میزان تحکیم توده رسوب بستگی دارد که با گذشت زمان افزایش می یابد.
3- چگالی: (Specific gravity)
عبارتست از نسبت وزن مخصوص ماده مورد نظر به وزن مخصوص آب در دمای Cْ4 (متوسط چگالی رسوب 2.65s می باشد.)
4- تخلخل:
تخلخل در تبدیل حجم دانه های رسوب به حجم کل توده رسوب و برعکس کاربرد دارد و آن عبارتست از نسبت حجم منافذ به حجم کل توده رسوب.
(2-1)-
p : تخلخل
Vv: حجم منافذ
Vt: حجم کل توده سرب که در بر گیرنده حجم منافذ نیز می باشد.
Vs: حجم دانه های رسوب
5- اندازه ذرات رسوب
این خصوصیت مهمترین و اصلی ترین
خصوصیت رسوب می باشد که مورد بررسی قرار می گیرد به همین دلیل برای تعریف
آن از اصطلاحات زیر استفاده می شود.
الف: قطر کره معادل (Nominal diameter)
قطر کره ای است که حجم آن برابر حجم ذره مورد نظر می باشد. این قطر تصویری در مورد اندازه فیزیکی ذره بدست می دهد.
ب: قطر عبوری از الک (Sieve diameter)
کوچکترین اندازه چشمه الکی است که ذره
کروی مورد نظر از آن عبور می کند. در بیشتر موارد از یکسری الک با اندازه
های مختلف جهت تعیین قطر ذرات رسوب بزرگتر از 0625/0 میلیمتر استفاده می
شود.
ج: قطر سقوط (fall diameter):
عبارتست از قطر کره معادلی که دارای چگالی 65/2 بوده و در آب استاندارد cْ24 سرعت سقوطی معادل با سرعت سقوط ذره داشته باشد.
د: قطر رسوبی (sediment diameter):
قطر کره ای است که دارای چگالی نسبی و سرعت ته نشینی نهایی برابر با ذره مورد نظر در مایع رسوبی مشابه و تحت همان شرایط باشد.
و: اندازه سه محوری:
در این روش اندازه ذره بر اساس سه
محور عمود بر هم یک ذره صورت می گیرد. این قظر با توجه بر اینکه رفتار
هیدرو دینامیکی ذرات را در آب مد نظر قرار می دهد دارای دقت زیادی است ولی
به دلیل مشکل اندازه گیری آن معمولاً انجام نمی شود.
6-لزجت:عبارتست ازدرجه مقاومت سیال در مقابل جریان یافتن در اثر یک نیروی اعمال شده
7-رابطه مانینگ:یکی هز روابط استفاده شده در جریانات ماندگاراست
8- زاویه قرار (Angle of repose) (O):
عبارتست از زاویه شیبی که توده مصالح ریخته شده در آب در آستانه حرکت به خود می گیرند که تابعی است از اندازه و شکل ذرات رسوبی
9- کرویت ذره (Sphericiti)
عبارت است از نسبت مساحت کره هم حجم ذره به سطح جانبی واقعی ذره مورد نظر
10- گرد شدگی ((Roundness
نسبت شعاع کوچکترین دایره گوشه ها به شعاع دایره محاط بر کل تصویر ذره یا شعاع ظاهری ذره
11- فاکتور شکل
عبارتست از نسبت کوچکترین محور ذره به جذر حاصل ضرب متوسط و بزرگ ذره به این رابطه برای بررسی اثر شکل بر سرعت سقوط ذره مناسب است.
(3-1)-
12- نسبت پهنی:
این سرعت نیز دارای مبنایی مانند فاکتور شکل می باشد و با رابطه زیر به دست می آید.
نسبت پهنی = (4-1)-
13- سرعت سقوط: (fall velocity)
به متوسط ته نشینی یک ذره در حجم
نامحدود از آب خالص گفته می شوداین پارامتر به طور مستقیم وضعیت حاکم ما
بین جریان و دانه های رسوب در خلال جابجا شدن رسوب توسط آب (اعم از حرکت
آهسته دانه ها، انتقال و یا ته نشینی) است.
سرعت سقوط ذرات به عوامل زیر بسته است:
