جستجو در سایت :   

عنوان:مطالعه تغییرات زمانی انتقال رسوب معلق در مواقع سیلابی با بهره گیری از مدل های HEC-RAS و GEP -مطالعه موردی حوزه آبخیز کشکان-

دانشگاه لرستان

دانشکده کشاورزی

گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری

 

عنوان پایان نامه:

مطالعه تغییرات زمانی انتقال رسوب معلق در مواقع سیلابی با بهره گیری از مدل­های HEC-RAS و GEPمطالعه موردی حوزه آبخیز کشکان

 

استاد راهنما:

دکتر ناصر طهماسبی­پور

 

اساتید مشاور:

دکتر حسین زینی­وند

دکتر مجید رحیمی­نسب

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی آبخیزداری

زمستان1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

فرسایش و انتقال رسوب از پدیده­های مهم رودخانه­ای می­باشند و در طرح­های آبخیزداری و حفاظت آب و خاک، برآورد بار رسوبی رودخانه از اهمیت زیادی برخوردار می­باشد. از نتایج مطالعه رسوب در سیلاب­ها، می­توان؛ طرح­های مهندسی رودخانه و کاهش خسارات سیل بهره گیری نمود. حوزه کشکان لرستان، با مساحتی معادل 4/9274 کیلومتر مربع می­باشد، این حوزه دارای ارتفاع حداکثر 3610 متر و ارتفاع حداقل 657 متر و میانگین سالانه بارش 3/439 میلی­متر یکی از زیرحوزه­های مهم حوزه کرخه بوده که گستره جغرافیایی آن از’50 ◦46 تا ‘1 ◦50 طول شرقی و از ’40 ◦32 تا ’23 ◦34 عرض شمالی می­باشد، در این پژوهش به ارزیابی کمی و کیفی انتقال رسوب سیلاب­ها و تغییرات زمانی آن در ماه­های مختلف در رودخانه کشکان، در بازه ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر تا 200 متر به سمت بالای ایستگاه با بهره گیری از نرم­افزارهای HEC RAS 4.1 و GEP 4.3 پرداخته شده­می باشد. دوره­ی آماری مورد بهره گیری سال آبی 1359-1358 تا سال آبی 1389-1388 می­باشد. برای واسنجی مدل­ها از پارامتر ضریب زبری مانینگ بهره گیری گردید که مناسب­ترین آن در این بازه ضریب زبری 0454/0 بوده می باشد. ارزیابی شبیه­سازی رسوب معلق سیلاب­ها بر اساس معیار ناش­ساتکلیف 701/0 درصد در دوره واسنجی، و 74/0 درصد در دوره اعتبارسنجی در نرم­افزارHEC RAS 4.1 می­باشد و مقادیر متناظر در نرم­افزار GEP 4.3 به ترتیب 751/0 درصد و 783/0 درصد می باشد که نشان از قابلیت دو نرم­افزار در شبیه­سازی رسوب می­باشد. با در نظر داشتن نتایج حاصل؛ حداکثر رسوب انتقالی سیلاب­ها در ماه اسفند می­باشد که دلیل آن را می­توان تمرکز بارش، عدم وجود پوشش مناسب برای نفوذ بارش و حفظ ذرات خاک حوزه، افزایش دما و وقوع ذوب برف و تغییرات کاربری اراضی دانست. رسوب انتقالی در دوره اندازه­گیری، شبیه­سازی HEC RAS 4.1 و GEP 4.3 به ترتیب 3/152، 14/128و 09/125 هزار تن و با درصد 50، 48 و 46 می­باشد. نرم­افزار GEP 4.3 با 55/12 درصد خطا کمتر نسبت به نرم­افزار HEC RAS 4.1، رسوب سیلاب­ها را شبیه­سازی کرده می باشد.

 

واژگان کلیدی: انتقال رسوب معلق، سیلاب، شبیه­سازی، HEC RAS 4.1، GEP 4.3.

 

 

 

 

 

Abstract

Knowing the amount of sediment transport in rivers and its effectiveness of protective measures is necessary. Due to the proliferation of dams on rivers, knowledge of sediment volume estimation and how and when sediment transports is so important. The results of sediment in floods can be used in river engineering and flood damage reduction projects.. Kashkan watershed in Lorestan province located between longitude 46º 50´ to 50º 1´ East and latitude 32º 40´ to 34º 23´ North with an area of 9287.39 km2. This field has a maximum altitude of 3610 m and a minimum height of 657 mm and an annual average rainfall of 3/439 mm. In this research, different aspects of sediment transport in Kashkan river for steady and unsteady flow conditions at the moving boundary using HEC RAS 4.1 and GEP 4.3 softwares for various months was assessed. . In this study, 31 years (1980 to 2010) discharge and sediment data, also geometery data between Poldokhtar station and 200 meters its upstream were used and assessed for simulating sediment transport and its temporal changes. Manning roughness coefficient models were used for calibration of the suitable roughness coefficient in the range of 0.0454. The evaluation of sediment transport by the HEC RAS 4.1 4.1showed a good agreement between measured and simulated sediment based on Nash Sutcliffe efficiency criteria 70% for the calibration and 74% for the validation period, also in GEP 4.3 these indexes 75% for the calibration and 78% for the validation period, which show the capability of the softwares to simulate sediment. Moreover, most of floods with high sediment transport occur in the winter especially in December, The reason could be the concentration of rainfall, lack of adequate coverage for precipitation infiltration and preserving areas of soil particles, increasing temperatures and melting snow and land use changes. Transported sediment during the measurement, simulation,in HEC RAS ​​4.1 and GEP 4.3, are respectively, 152.3, 128.14 and 125.09 thousand tonnes and with a percentage of 50, 48 and 46. The error of simulation of sediment with HEC RAS ​​4.1 is 12.55 percent less than GEP 4.3.

Key Words: Suspended sediment transport, flood, simulation, HEC RAS 4.1، GEP 4.3

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                          صفحه

1-مقدمه و اظهار مسئله. 1

1-1-مقدمه. 1

1-2 اظهار مسئله. 2

1-3 اهداف پژوهش. 3

1-4 فرضیات پژوهش. 3

2-کلیات و مرور منابع. 5

2-1-مقدمه. 5

2-2- رودخانه، سیلاب و انتقال رسوب. 5

2-3- اهمیت انتقال رسوب در رودخانه ها. 6

2-4- مدل. 7

2-5- انواع مدل ها. 9

2-6-مؤلفه های مدلسازی حوزه. 10

2-6-1- واسنجی مدل. 10

2-6-2- صحت سنجی مدل. 11

2-9- تأثیر مدل ها در پیش بینی طریقه فرسایش و رسوبگذاری در محدوده مطالعاتی  12

2-9-1- مدل های تجربی. 12

2-9-2- مدل ها و نرم افزارهای کامپیوتری. 13

2-10- بهره گیری از مدل در سیلاب و انتقال رسوب. 14

2-10-1- شبیه‌سازی جریان در رودخانه. 14

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

 

عنوان                                                          صفحه

2-11 سیلاب. 16

2-12- ارزیابی خسارات سیلاب. 17

2-13- انتقال رسوب و اثرات آن. 19

2-13-1- انتقال رسوب و پیامدهای اجتماعی. 21

2-13-2- انتقال رسوب و پیامدهای اقتصادی. 21

2-13-3- انتقال رسوب و پیامدهای زیست محیطی. 22

2-13-4- رسوب و تغییرات بستر. 22

2-14- مطالعه انواع رودخانه ها از دیدگاه انتقال رسوب.. 23

2-15- اثرات انتقال رسوب بر رفتار رودخانه و عملکرد مخازن سدها.. 23

2-16- منابع تغذیه رسوبی رودخانه ها.. 24

2-13 عوامل مؤثر بر انتقال رسوب. 25

2-17- اهمیت تعیین بار رسوبی رودخانه ها.. 25

2-18- شکل های مختلف انتقال رسوب در رودخانه ها.. 26

2-18-1- بار انحلالی:. 27

2-18-2 – بارکف:. 28

2-18-3- بار معلق:. 28

2-19- نمونه برداری از مواد معلق. 29

2-19-1- نمونه بردارهای بار معلق. 29

2-19-2- روش های نمونه برداری از مواد معلق :.. 31

2-20- روش های برآورد رسوب معلق. 32

2-21- محاسبه رسوب معلق با بهره گیری از منحنی سنجه رسوب و دبی های متوسط روزانه : 32

 

عنوان                                                          صفحه

2-22- محاسبه رسوب معلق با بهره گیری از روش اداره عمران ایلات متحده(USBR)   33

2-22-1- منحنی سنجه رسوب. 33

2-22-2 – انواع منحنی سنجه. 34

2-23-کلیاتی در خصوص هیدرولیک کانال های روباز. 35

2-23-1- دانه بندی رسوبات. 35

2-23-2-تقسیمبندی رودخانه ها از نظر مصالح بستری. 36

2-24- انجام محاسبات هیدرولیکی. 37

2-24-1 قوانین حاکم بر حرکت جریان. 38

2-25-طبقه بندی جریان در کانالهای روباز. 40

2-26 -روشهای تعیین معادله های شیب اصطکاکی. 41

2-27- تحلیل جریان ماندگار و غیر‌ماندگار.. 41

2-28- شرایط مرزی. 41

2-29- معرفی اجمالی بعضی از مدل های کامپیوتری توسعه یافته برای مطالعات فرسایش و رسوب. 42

2-30- دلیل انتخاب مدل HEC RAS. 43

2-31- علت های انتخاب GEP4.3. 44

2-32- مطالعه پیشینه پژوهش در داخل و خارج کشور. 44

منابع داخلی. 45

منابع خارجی. 53

3-مواد و روش ها. 61

3-1مقدمه. 61

عنوان                                                          صفحه

3-2- معرفی منطقه مورد مطالعه. 61

3-2-1- موقعیت و مشخصات حوزه آبخیز کشکان. 61

3-2-2- مطالعه و ویژگی های رودخانه کشکان. 63

3-2-3- مطالعه ویژگی های توپوگرافیک و فیزیوگرافیک رودخانه کشکان  64

3-2-4- مطالعه وضعیت پوشش گیاهی رودخانه کشکان. 64

3-2-5 ویژگی های زمینشناسی. 65

3-2-6 – ویژگی های آب و هوایی.. 65

3-3-جمع آوری آمار و اطلاعات هواشناسی و هیدرومتری نظاره شده. 66

3-4 تعیین منحنی سنجه رسوب و معادله توانی آن در ایستگاه کشکان پلدختر   68

3-4-1- تعیین سیلاب ها. 68

3-5- آماده سازی داده ها برای ورود به نرم افزار. 69

3-6 معرفی مدل ها. 70

3-6-1- مدلHEC RAS 4.1. 70

3-7 مراحل اجرای مدل HEC-RAS. 71

3-7-1 شروع یک پروژه جدید. 71

3-7-2وارد کردن داده های هندسی. 72

3-8- وارد کردن داده های جریان و شرایط مرزی. 72

3-9- ورود داده های رسوب. 73

3-9-2 دانه بندی مواد بستری. 74

3-9-3 مطالعه معادلات انتقال رسوب و انتخاب معادله مناسب. 74

3-10- محاسبات هیدرولیک جریان.. 80

عنوان                                                          صفحه

3-11- مدل GEP 4.3. 82

3-12 اجرای مدل GEP. 82

3 -13 تعیین نسبت بار بستر به بار معلق از روش های تجربی. 86

3-14 واکاوی رسوب در نرم افزارهای HEC RAS 4.1 و GEP 4.3. 88

3-15 تغییرات انتقال رسوب سیلاب ها، در ماه های سیلابی در نرم افزارهای HEC RAS 4.1 و GEP 4.3. 88

3-16 متوسط انتقال رسوب در نرم افزارهای HEC RAS 4.1 و GEP 4.3. 88

3-17 درصد انتقال رسوب سیلاب ها در نرم افزار HEC RAS 4.1 و GEP 4.3. 88

3-18 واسنجی و صحت سنجی مدل ها. 88

3-19-1 معیار ناش- ساتکلیف (C1).. 88

3-19-2 معیار ضریب همبستگی:. 89

4- نتایج. 91

4-1-نتایج آزمون داده ها. 91

4-2- منحنی سنجه رسوب و معادله توانی آن در ایستگاه کشکان پلدختر.. 91

4-3- تعیین سیلاب ها. 92

4-4-دانه بندی مواد بستری. 93

4-5- نتایج شبیه سازی رسوب سیلاب ها در نرم افزار HEC RAS 4.1. 94

4-6- محاسبه بارمعلق از بارکل شبیه سازی شده. 94

4-7- مطالعه رسوب سیلاب ها در دوره های واسنجی و اعتبار سنجی. 96

4-8 چگونگی شبیه سازی رسوب معلق حداکثر و حداقل دوره آماری با نرم افزار HEC RAS 4.1. 98

4-9 مطالعه تغییرات زمانی ماهانه سیلاب ها در دوره آماری با نرم افزار HEC RAS 4.1. 99

4-10 مطالعه رسوب شبیه سازی شده هر یک از سیلاب ها در ماه های مختلف دوره آماری  100

عنوان                                                          صفحه

4-10-1 رسوب سیلابهای دی ماه در طول دوره آماری. 100

4-10-2 رسوب سیلابهای بهمن ماه در طول دوره آماری. 101

4-10-3 رسوب سیلاب های اسفند ماه در طول دوره آماری. 101

4-10-4 رسوب سیلاب های فروردین ماه در طول دوره آماری. 102

4-11- حداقل و حداکثر رسوب انتقالی سیلاب ها. 102

4-11-1 حداقل و حداکثر رسوب انتفالی سیلاب های ماه های دی. 103

4-11-2 حداقل و حداکثر رسوب انتفالی سیلاب های ماه های بهمن. 103

4-11-3 حداقل و حداکثر رسوب انتفالی سیلاب های ماه های اسفند. 104

4-11-4 حداقل و حداکثر رسوب انتقالی ماه های ماه های فروردین. 104

4-12-نتایج مدل GEP 4.3. 105

4-12-1- نتایج محاسبات هیدرولیکی اجرای مدل GEP 4.3. 105

4-13 شبیه سازی رسوب معلق سیلاب ها در دوره واسنجی و اعتبارسنجی با نرم افزار GEP 4.3. 106

4-14 شبیه سازی سیلاب ها در دوره واسنجی و اعتبارسنجی با نرم افزار GEP 4.3  106

4-15 شبیه سازی هریک از سیلاب ها در مرحله واسنجی و اعتبار سنجی نرم افزار GEP 4.3. 107

4-16 تغییرات شبیه سازی رسوب معلق سیلاب ها در ماه های مختلف با نرم افزار GEP 4.3. 109

4-17 شبیه سازی سیلاب با حداقل و حداکثر رسوب انتقالی با نرم افزار GEP 4.3  110

4-17-1 رسوب معلق سیلاب های ماه دی. 110

4-17-2 رسوب معلق سیلاب0های ماه بهمن. 110

4-17-3 رسوب معلق سیلاب0های ماه اسفند. 111

4-17-4 رسوب معلق سیلاب0های ماه فروردین. 111

4-18 شبیه سازی رسوب انتقالی هر سیل در ماه های مختلف با نرم افزار GEP 4.3  112

عنوان                                                          صفحه

4-18-4 رسوب در سیلاب های ماه های فروردین.. 114

4-19 برآورد متوسط رسوب انتقالی سیلاب ها در نرم افزارهای GEP 4.3 و HEC RAS 4.1  114

4-20- برآورد نسبت انتقال رسوب در نرم افزارهایHEC RAS 4.1 و GEP 4.3. 115

4-21- روش واکاوی حساسیت نرم افزارها. 116

4-21-1- حساسیت سنجی با دما در نرم افزار HEC RAS 4.1. 116

4-21-2- حساسیت سنجی با ضریب زبری مانینگ در نرم افزارهای HEC RAS 4.1 و GEP 4.3. 117

4-21-3 واکاوی حساسیت در نرم افزار GEP 4.3. 118

4-22 – ارزیابی مدل ها.. 119

4-23 – آزمون T Student 119

5- بحث و نتیجه گیری. 121

1-5- بازسازی رسوب در ایستگاه کشکان پلدختر. 121

5-2 توزیع سیلاب ها در ماه های مختلف. 121

5-3 نوع توزیع سیلاب ها. 121

5-4 کاربرد نرم افزارهای HEC RAS4.1 و GEP 4.3 در حوزه آبخیز کشکان   121

5-5 اجرای نرم افزارها. 122

5-6 انتقال رسوب سیلاب ها و تغییرات زمانی آن در حوزه آبخیز کشکان (ایستگاه کشکان پلدختر). 122

4-7 نتایج شبیه سازی رسوب نرم افزار HEC RAS 4.1. 123

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد:استفاده از روغن بادام تلخ باعث کاهش از دست دادن آب و چروکیدگی پوست میوه انار و جلوگیری از کاهش کیفیت پوست میوه انار می شود

5-8 نتایج شبیه سازی رسوب نرم افزار GEP 4.3. 124

5-9 انتقال رسوب سیلاب با حداکثر رسوب در مراحل واسنجی و اعتبارسنجی نرم افزار HEC RAS 4.1. 124

 

عنوان                                                          صفحه

5-10 نتایج شبیه سازی رسوب در مرحله واسنجی و اعتبارسنجی نرم افزار GEP 4.3  124

5-11 رسوب حداکثر و حداقل سیلاب ها در نرم افزار HEC RAS 4.1. 125

5-12 رسوب حداکثر و حداقل سیلاب ها در نرم افزار GEP 4.3. 125

5-13 تغییرات انتقال رسوب در ماه های مختلف. 125

5-14 نتایج مطالعه متوسط انتقال رسوب. 127

5-15 نسبت تغییرات انتقال رسوب در ماه های مختلف. 128

5-16 نتایج ارزیابی و حساسیت سنجی مدل. 128

5-17 آزمون فرضیه ها. 130

5-18 پیشنهادات پژوهشی. 131

6- منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..131

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

موضوع ………………………………………… صفحات

2- کلیات و مرور منابع

شکل2-1- مراحل مختلف واسنجی داده­ها در مدل­سازی…………. 11

3-مواد و روش­ها

شکل3-1- موقعیت منطقه مورد مطالعه…………………… 62

شکل3-2- بازه مورد مطالعه در رودخانه کشکان…………… 72

شکل3-3- تعریف کلاس­های دانه­بندی در نرم­افزار HEC RAS 4.1 …. 73

شکل3-4- نمودار لارسن برای تعیین تابع ……………. 79

شکل3-4- نمودار طریقه اجرای مدل GEP 4.3………………… 83

شکل3-5- نمودار تجربی نسبت باربستر به بار معلق در رودخانه­ها 86

4-نتایج

شکل 4-1- منحنی سنجه رسوب برای تعیین بار معلق در ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر…………………………………………. 91

شکل4-2- توزیع وقوع سیلاب د ردوره آماری………………. 91

شکل 4-3- نمودار تحلیل فراوانی حداکثر سیل در ایستگاه کشکان پلدختر 92

شکل4-4- منحنی دانه­بندی بازه مطالعاتی در رودخانه کشکان…. 93

شکل 4-5- رسوب تجمعی سیلاب­های دوره آماری با بهره گیری از نرم­افزار HEC RAS 4.1………………………………………………. 94

شکل 4-6- رسوب معلق تجمعی سیلاب­ها در دوره واسنجی و اعتبا سنجی HEC RAS 4.1 95

شکل 4-7- طریقه تغییرات رسوب معلق شبیه­سازی و اندازه­گیری سیلاب­ها درواسنجی با HEC RAS 4.1 ……………………………………………………………………………………………………. 96

شکل 4-8- طریقه تغییرات رسوب معلق شبیه­سازی و اندازه­گیری سیلاب­ها در اعتبارسنجی با HEC RAS 4.1……………………………………. 97

شکل 4-9- سیلاب با رسوب حداقل و حداکثر دوره آماری در نرم­افزار HEC RAS 4.1 97

شکل 4-10- رسوب معلق تجمعی سیلاب­ها در دی، بهمن، اسفند و فروردین با HEC RAS 4.1…………………………………………….. 99

شکل 4-11- چگونگی شبیه­سازی رسوب معلق سیلاب­های ماه دی HEC RAS 4.1 100

شکل 4-12- نجوه شبیه­سازی رسوب معلق سیلاب­های ماه­های بهمن با بهره گیری از HEC-RAS 4.1……………………………………………. 100

شکل 4-13- نجوه شبیه­سازی رسوب معلق سیلاب­های ماه­های اسفند با بهره گیری از HEC-RAS 4.1……………………………………………. 101

شکل 4-14- نجوه شبیه­سازی رسوب معلق سیلاب­های ماه­های فروردین با بهره گیری از HEC-RAS 4.1…………………………………………. 101

شکل 4-15- چگونگی شبیه­سازی حداقل(الف)وحداکثر(ب) رسوب معلق سیلاب­های ماه­های دی ، در نرم­افزارHEC RAS 4.1……………………………………. 102

شکل 4-16- چگونگی شبیه­سازی حداقل(الف)وحداکثر(ب) رسوب معلق سیلاب­های ماه­های بهمن،در نرم­افزارHEC RAS 4.1………………………………………………………………………………………… 102

شکل 4-17- چگونگی شبیه­سازی حداقل(الف) و حداکثر(ب)رسوب معلق سیلاب­های ماه­های اسفند در نرم­افزار HEC RAS 4.1…………………………………….. 103

 

فهرست اشکال

موضوع ………………………………………… صفحات

شکل4-18-چگونگی شبیه­سازی حداقل(الف)وحداکثر(ب)رسوب معلق سیلاب­های ماه­های فروردین در نرم­افزار HEC RAS 4.1…………………………………………………………………………………………… 103

شکل 4-19- رسوب معلق تجمعی سیلاب­ها در دوره آماری با بهره گیری از نرم­افزار GEP 4.3…………………………………………………………………………………………………………………… 105

شکل 4-20- سیلاب با حداقل و حداکثر رسوب معلق در نرم­افزار GEP 4.3     106

شکل 4-21- مقایسه رسوب معلق شبیه­سازی و اندازه­گیری سیلاب­ها در دوره واسنجی با نرم­افزار GEP 4.3………………………………….. 107

شکل 4-22- مقایسه رسوب معلق شبیه­سازی و اندازه­گیری سیلاب­ها در دوره اعتبارسنجی با نرم­افزار GEP 4.3………………………………. 107

شکل 4-23-رسوب معلق تجمعی شبیه­سازی واندازه­گیری سیلاب در ماه­های دی، بهمن، اسفندو فروردین بانرم­افزار GEP 4.3……………………………… 108

شکل 4-24- مقایسه حداقل و حداکثر رسوب معلق شبیه­سازی سیلاب­های ماه­های دی با نرم­افزار GEP 4.3…………………………………. 109

شکل 4-25- مقایسه حداقل و حداکثر رسوب معلق شبیه­سازی سیلاب­های ماه­های بهمن با نرم­افزار GEP 4.3………………………………….. 110

شکل 4-26- مقایسه حداقل و حداکثر رسوب معلق شیه­سازی سیلاب­های ماه اسفند با نرم­افزار GEP 4.3………………………………………………………………………………………… 110

شکل 4-27- مقایسه حداقل و حداکثر رسوب معلق شبیه­سازی سیلاب­های ماه فروردین با نرم­افزار GEP 4.3………………………………….. 111

شکل 4-28- مقایسه رسوب معلق شبیه­سازی و اندازه­گیری سیلاب­های ماه­های دی با نرم­افزار GEP 4.3………………………………………………………………………………………… 111

شکل 4-29- مقایسه رسوب معلق شبیه­سازی و اندازه­گیری سیلاب­های ماه­های بهمن با نرم­افزار GEP 4.3 ……………………………………………………………………………………….. 112

شکل 4-30- مقایسه رسوب معلق شبیه­سازی و اندازه­گیری سیلاب­های ماه­های اسفند با نرم­افزار GEP 4.3………………………………………………………………………………………….. 112

شکل 4-31- مقایسه رسوب معلق شبیه­سازی و اندازه­گیری سیلاب­های ماه­های فروردین با نرم­افزار GEP 4.3………………………………….. 113

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

موضوع ………………………………………… صفحات

2- کلیات و مرور منابع

جدول 2-1- معیار معلق شدن دانه­های رسوب در رودخانه­ها……. 28

3-مواد و روش­ها

جدول 3-1- شناسنامه فیزیوگرافی حوزه آبخیز کشکان……….. 63

4-نتایج

جدول 4-1- مقادیر میانگین مربعات خطا در مدل­های مورد مطالعه. 90

جدول 4-2- نتایج رسوب تجمعی بارکل سیلاب­ها دوره آماری با بهره گیری از نرم­افزار HEC RAS 4.1………………………………………. 93

جدول 4-3- نتایج مربوط به رسوب تجمعی بارمعلق سیلاب­ها با بهره گیری از نرم­افزار HEC RAS 4.1………………………………………. 94

جدول 4-4- نتایج مربوط به رسوب تجمعی سیلاب­ها با بهره گیری از نرم­افزار GEP 4.3……………………………………………………………………………………………………………………….. 104

جدول 4-5- پارامترهای بهینه مدل GEP 4.3 ………………………………………….. 104

جدول 4-6- متوسط رسوب انتقالی در ماه­های مختلف در زمان سیلاب­ها با نرم­افزار­های GEP 4.3 و HEC RAS 4.1………………………………………….. 114

جدول 4-7- نسبت انتقال رسوب معلق تجمعی ماه­ها با نرم­افزارهای HEC RAS 4.1 و GEP 4.3…………………………………………………………………………………………………………………… 115

جدول 4-8- تاثیر دما بر روی شبیه­سازی رسوب با ارتباط لارسن در نرم­افزار HEC RAS 4.1……………………………………………. 116

جدول 4-9- تعیین ضریب زبری مانینگ و شبیه­سازی رسوب در مدل HEC RAS 4.1    116

جدول 4-10- تعیین ضریب زبری مانینگ و شبیه­سازی رسوب در مدل GEP 4.3       117

جدول 4-11- واکاوی حساسیت در نرم­افزار GEP 4.3……………………………… 117

جدول 4-12- صحت سنجی مدل­های HEC RAS 4.1 و GEP 4.3 در سیلاب­های دوره آماری  118

جدول 4-13- نتایج آزمون…………………………… 118

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

مقدمه و اظهار مسئله

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 

1-مقدمه و اظهار مسئله

1-1-مقدمه

یکی از اهداف مهم در مهندسی منابع آب، افزایش منافع و کاهش خسارات ناشی از جریان در رودخانه­هاست. کنترل و کاهش خسارات وارده ناشی از سیلاب، رسوب­گذاری و فرسایش به آبراهه­ها، اراضی کشاورزی و سازه­های آبی مستلزم این می باشد که فرآیند فرسایش، انتقال رسوب و ته­نشینی مواد رسوبی مورد مطالعه کامل قرار گیرد. با در نظر داشتن اینکه در رودخانه­ها همواره فرسایش و انتقال رسوب صورت می­گیرد، پدیده انتقال رسوب مانند فرایندهای هیدرودینامیکی مهمی می باشد که بسیاری از سازه­های رودخانه­ای و تاسیسات عمرانی را تحت تأثیر قرار می­دهد و به عنوان یکی از بزرگ­ترین معضلات بهره­برداری از منابع آب­های سطحی در جهان مطرح می­باشد. آگاهی از اندازه مواد جامد رسوب که توسط جریان، حمل یا ترسیب می­گردد جزو اطلاعات لازم و اولیه هر پروژه آبی و یکی از عوامل مهم تصمیم­گیری در مورد احداث سازه­های آبی در رودخانه­ها می­باشد. برای تعیین مقدار ذرات معلق، معمولا گل­آلودگی جریان را در زمان­های مختلف در طول سال و طبق برنامه­ای مشخص در محل ایستگاه­های رسوب­سنجی اندازه­گیری می­کنند. Brushkeh et al (2004) اظهار داشت، برای برآورد غلظت رسوب رودخانه در سایر اوقات، با بهره گیری از داده­های غلظت و دبی جریان متناظر با آن منحنی سنجه رسوب ترسیم می­گردد. پس از تلفیق این منحنی و منحنی تداوم جریان، بار معلق رودخانه­ها در طول دوره آماری برآورد می­گردد. بنا به نظر(2003) Verstraeten et al آگاهی از مقدار تولید رسوب حوزه آبخیز و مطالعه رسوبدهی رودخانه­ها در شناسایی مناطق بحرانی اهمیت زیادی دارد. همچنینTurner et al (1990) اظهار می­کند، در بسیاری از مناطق فرسایش خاک باعث تخریب غیر­قابل بازگشت اراضی شده و بر پایداری اکوسیستم­ها تأثیرات منفی می­گذارد، از طرف دیگر در مقیاس جهانی تغییرات محیطی- انسانی موجب افزایش فعالیت فرآیند زمین ریختی و جریان­های رسوبی در قسمت­های زیادی از جهان شده می باشد. به عقیده(2002) Horwitz هیدرولوژیست­ها در صورت کمبود داده­های غلظت رسوب معلق، از منحنی­های سنجه برای پیش­بینی و برآورد غلظت رسوب معلق جریان­ها بهره گیری می­کنند.

مطالعه شاخص­های آماری رسوب­دهی حوزه­ آبخیز یکی از روش­های مطالعه تغییرات زمانی رسوب می باشد. به طوری که محققین زیادی کوشش کرده­اند این شاخص­ها را با تغییرات فیزیکی حوزه آبخیز ارتباط دهند. تشدید فرآیند فرسایش خاک و فزونی رسوبات، به عنوان دو محرک تنش زا، مهم­ترین تهدید برای منابع آب و خاک به حساب می آیند. بر این اساس در پژوهش­های رسوب­دهی آبخیزها به مطالعه غلظت رسوب معلق توجه خاصی شده می باشد . زیرا بار معلق شاخصی از رسوب­دهی کل سطح آبخیز می باشد، و به علاوه، بر اثر شستشوی اراضی حاصل خیز بالادست و رودخانه شکل می گیرد (صادقی و همکاران، 1384). مواد معلق موجود در آب رودخانه­ها بسته به غلظت و انرژی جریان، در زمان­ها و در نقاط مختلفی از مسیر رودخانه ته­نشین می­شوند. اطلاع از مقدار رسوب در زمان­های مختلف در یک رودخانه در برنامه­ریز­ی­ها و طرح­های پهنه­بندی سیل و ساماندهی رودخانه مهم می باشد. در ایستگاه­های رسو­ب­سنجی کشور آماربرداری رسوب به صورت تصادفی و فقط در بعضی رگبارهای شدید انجام شده و هیچ گونه ارزیابی از الگوی توزیع زمانی رسوب در رگبارها و وقایع بارندگی صورت نمی­پذیرد. از طرف دیگر برداشت نمونه­های آب و رسوب در فواصل معین زمانی و ترسیم آب نمود و رسوب­نگار همه رگبارها مستلزم صرف انرژی و هزینه زیاد بوده که انجام مداوم آن را غیر ممکن می­سازد. از این رو توسعه مدل­هایی که بتوانند تغییرات زمانی رسوب را برای رسم رسوب­نگار و اندازه­گیری مقدار کل رسوب حاصل از رگبار ارائه نمایند ضرورتی اجتناب­ناپذیر استDas et al (1990) ؛ صادقی و همکاران (1384). مطالعه و مطالعه منحنی­های سنجه رسوب خود راهی در جهت شناخت و کنترل عوامل مؤثر بر سیل و سیل­خیزی بوده که نهایتاُ اندازه خسارات احتمالی ناشی از سیل را کاهش می­دهد.

1-2 اظهار مسئله

یکی از مسایل مهم در حوزه آبخیز کشکان وقوع سیلاب­های بزرگ با حجم رسوب انتقالی زیاد می باشد، که هر ساله موجب خسارت­های بیشماری در زمینه انتقال رسوب و رسوب­گذاری، پیامدهایی زیرا ایجاد جزایر رسوبی در مسیر رودخانه­، کاهش عمر مفید سدها و ظرفیت ذخیره مخازن، خوردگی تاسیسات سازه­های آبی، وارد شدن خسارات به مزارع، رسوب­گذاری در کف کانال و بسیاری مسایل و معضلات دیگر را در بر دارد. آگاهی از چگونگی توزیع زمانی رسوب در طول یک سیلاب به دلیل معضلات حاصل از وقوع این پدیده در زمینه برنامه­ریزی­های مربوط به کاهش خسارات ناشی از سیلاب و رسوب انتقالی در زمینه­های مختلف خواهد گردید. در این راستا منحنی­های رسوب برای تجزیه و تحلیل روابط متقابل مواد رسوبی و سازه­های مؤثر کنترل رسوب مانند مخازن سدها دارای اهمیت ویژه­ای می­باشند. با دانستن تغییرات زمانی رسوب در طول رگبارها امکان مدیریت بهتر و جامع­تر حوزه­های آبخیز مهیا می­گردد. در حال حاضر، مسائل مربوط به خوردگی سازه­های کنترلی و رسوب­گذاری درصد قابل توجهی از درآمد سرانه کشورهای مختلف را به خود اختصاص می­دهد (بهرنگی، 1388). همچنین تولید رسوب در دراز مدت اثرات نامطلوبی بر کیفیت و ساختمان خاک در زمینه کشاورزی و اقتصاد آن، کیفیت آب­های زیرزمینی و سطحی در زمینه آب آشامیدنی و صنعت، آلودگی­های زیست محیطی خواهد داشت.

1-3 اهداف پژوهش

پژوهش حاضر به مقصود دست‌یابی به اهداف زیر انجام خواهد گرفت:

  1. مطالعه تغییرات زمانی منحنی سنجه رسوب در مواقع سیلاب­ جهت مقایسه رسوب برآوردی حاصل از نرم افزارهای 4.3 GEP و HEC-RAS4.1 با رسوب اندازه­گیری شده ایستگاه رسوب­سنجی کشکان پلدختر.

2 . ارائه روشی جهت پیش­بینی بهتر رسوب معلق در رودخانه کشکان پلدختر.

1-4 فرضیات پژوهش

1- همبستگی بین دبی رسوب معلق و دبی آب در مواقع سیلابی رودخانه کشکان از ارتباط غیر­خطی پیروی می­کند.

2- اندازه رسوب برآوردی با بهره گیری از نرم افزارهای 4.3 GEP و HEC-RAS4.1 با اندازه رسوب اندازه­گیری شده در منطقه پژوهش اختلاف معنی­داری ندارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه :140

قیمت : 14700 تومان

***

—-

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***