ارائه مدل تحلیلی و تجربی تعیین روابط رژیم در رودخانه‌های آبرفتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده عمران، آب و محیط زیست، پردیس فنی - مهندسی شهید عباسپور - دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشکده عمران، آب و محیط زیست، پردیس فنی - مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، ایران.

چکیده

حفظ و نگه‌داری رودخانه‌ها در حالت تعادل (رژیم) از اهمیت بالایی برخوردار بوده و تعیین هندسه هیدرولیکی پایدار در رودخانه-ها، از مهم‌ترین مواردی است که طراحی و ساماندهی رودخانه براساس آن پایه‌گذاری می‌شود. در این تحقیق، در ابتدا یک مدل تحلیلی با بکارگیری تئوری‌های حدی ارائه شده و روابط هندسه هیدرولیکی چند‌متغیره قابل کاربرد در رودخانه‌هایی که بار بستر بر مورفولوژی آنها غالب است، از آن استخراج شده است. سپس با مطالعه صحرایی بر روی تعدادی از رودخانه‌های کشور در دو استان خوزستان و چهارمحال‌ و ‌بختیاری، در مجموع از بستر 24 ایستگاه هیدرومتری در بازه‌های شنی 17 رودخانه، به‌منظور شناخت نحوه دانه‌بندی ذرات رسوبی بستر، نمونه‌برداری شده است. با توجه به ساختار بسترهای شنی، با استفاده از روش‌های سطحی و حجمی و با تفکیک رسوبات در دو بخش ذرات سطح ‌بستر و لایه ‌مسلح نمونه‌برداری‌‏ها انجام شده است. سپس روابط رژیم با استفاده از رگرسیون غیرخطی بدست آورده شده و تأثیر دانه‏بندی ذرات در ساختار بستر در این روابط بررسی شده است. مقایسه توان‌های هندسه هیدرولیکی توسعه‌یافته حاصل از مدل تحلیلی با نتایج حاصل از مطالعه صحرایی و نیز مقایسه با روابط هندسه هیدرولیکی موجود، همخوانی مناسبی را نشان می‌دهد. در انتها مدل تخمین ابعاد مقطع پایدار با داده‌های صحرایی کشور ایران مورد واسنجی قرار گرفته و به‌طور متوسط خطای نسبی محاسبه عرض و عمق مقطع پر به‌ترتیب 26% و 24% به‌دست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analytical and Empirical Regime Relationships in Alluvial Rivers

نویسندگان [English]

  • Mahsa Mahmoudi 1
  • Mohammad Reza Majdzadeh Tabatabai 2
  • Seyed Saeid Mousavi Nadoushani 1
1 Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Iran
2 Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Iran
چکیده [English]

Preserving the rivers in the equilibrium (regime) state is of great importance. In other words, determination of the stable hydraulic geometry of the rivers is one of the most important cases on which the design, planning and training of the river are founded. In this Paper, initially, an analytical model by using extremal hypotheses was proposed and multivariate hydraulic geometry relationships to be applicable in the rivers with dominant bed load, were derived. Thereafter, field study was carried out on several gravel bed rivers in Khuzestan and Chaharmahal provinces. 24 hydrometeorological stations in 17 river reaches were sampled to characterize bed material gradation curve. With regards to bed structure of gravel bed rivers, samplings were made by surface and volumetric methods. Then, sediment samples were differentiated in two categories of surface and armor layers. The collected field data were originally applied to derive regime relationships by using multivariate regression analysis. The effect of bed structure was directly studied in these relationships for the better understanding of that in the regime relationships. A reasonable agreement was observed between the developed analytical and empirical exponents of hydraulic geometry relationships in this study and other researchers work. Finally, developed model were calibrated using the field data of the Iran and the mean relative error of the bankfull width and depth calculation is obtained 26% and 24%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • equilibrium
  • hydraulic geometry
  • extremal hypotheses
  • gravel bed
  • regime relationships