بررسی انتقال رسوب و تغییرات بستر رودخانه با استفاده از مدل ریاضی Gstars3 ( مطالعه موردی: رودخانه گاوه رود)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری-گروه مهندسی آب

2 استاد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری-گروه مهندسی منابع آب

3 کارمند

چکیده

چکیده
مطالعه رفتار مواد رسوبی و تأثیر آن بر تغییر مورفولوژی رودخانه و هیدرولیک آن دارای اهمیت فراوانی است. همچنین به منظور بررسی دقیق مساله رسوب در مخازن سدها بایستی فرآیند انتقال رسوب در رودخانه را مورد بررسی قرار داد. از آنجایی که استفاده از روشهای ریاضی مبتنی بر معادلات حاکم بر پدیده انتقال و توزیع رسوبات یکی از مناسبترین روشها می‌باشد؛ در این مقاله انتقال رسوب در بخشی از رودخانه گاوه رود با استفاده از مدل ریاضیGstars3 شبیه سازی گردید. مدل با استفاده از مفهوم لوله جریان دارای قابلیت شبیه‌سازی و پیش‌بینی تغییرات بستر رودخانه در هر دو جهت طولی و عرضی می‌باشد. هدف از این مطالعه انتخاب مدل ریاضی مناسب جهت برآورد نرخ انتقال رسوب است، به نحوی که قادر به شبیه سازی با دقت مناسب در رودخانه باشد. با استفاده از مدل ریاضی رسوبات سالیانه در حدود 620 هزار مترمکعب برآورد گردید. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با مقادیر مشاهداتی نشان داد که تابع انتقال رسوب یانگ (1979) بهترین معادله برای شبیه سازی انتقال رسوب می‌باشد و با شرایط رودخانه تطابق بیشتری دارد. در نهایت حساسیت مدل نسبت به تغییر پارامترهای مؤثر بر پدیده انتقال رسوب و تأثیر آنها بر حجم رسوبات و پروفیل طولی رودخانه سنجیده شد. نتایج نشان داد مدل نسبت به تغییر تابع انتقال رسوب دارای بالاترین میزان حساسیت می باشد.


واژه‌های کلیدی: شبیه سازی، مدل ریاضیGstars3، لوله جریان، تابع انتقال رسوب، حساسیت مدل

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The study of sediment transport and the changes of river bed using Gstars3 Mathematical model (Case study: GavehRoud River)

نویسندگان [English]

  • Seyed Hassan Golmaee 1
  • Mirkhalegh Zia tabar Ahmadi 2
  • Azadeh Batny 3

چکیده [English]

Abstract
The study of sediments behavior and its impact on morphological changes of river and its hydraulics is highly important. Also, In order to explore sedimentation in reservoirs of dams the process of sediment transport in river must be studied. Since using mathematical models based on equations governing on the phenomenon of sediments transport and distribution is one of the suitable methods, in present study sediment transport in a certain part of GavehRoud River was simulated by using Gstars3 mathematical model. By applying the concept of stream tube, this model is able to simulate and predict changes of river bed in both longitudinal and transverse directions. The purpose of this study is choosing a suitable mathematical model for estimating sediment transport rate, such that the simulation with required accuracy in the river is possible. By using this mathematical model, the annual sediments were estimated 620,000 m3. The comparison between the results obtained from simulation and observed rates indicated that Young’s sediment transport function (1979) is the best equation for simulating sediments transport and it has a good correspondence with the conditions of river. At the end, the sensitivity of model to the change of parameters affecting the phenomenon of sediments transport and their impacts on the volume of sediments and longitudinal profile of river were measured. The results indicated that this model has the highest sensitivity toward the changes of sediments transport function.

Keywords: Simulation, Mathematical model (GSTARS3), Stream tube, Sediment transport function, Model sensitivity

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Simulation
  • Mathematical model (GSTARS3)
  • Stream tube
  • sediment transport function
  • Model sensitivity