کاربرد تحلیلی تئوری حداکثر ظرفیت انتقال رسوب در تعیین روابط هندسه هیدرولیکی رودخانه‌ها

Abstract

حفظ و نگه‌داری رودخانه‌ها در حالت تعادل (رژیم) از اهمیت بالایی برخوردار بوده و تعیین هندسه هیدرولیکی پایدار در رودخانه‌ها، از مهم‌ترین مواردی است که طراحی و ساماندهی رودخانه براساس آن پایه‌گذاری می‌شود. در این تحقیق، مدل تحلیلی برای ارزیابی شرایط پایدار (پایداری دینامیکی و استاتیکی) پیشنهاد شده و روابط هندسه هیدرولیکی تک‌متغیره و دومتغیره قابل کاربرد در رودخانه‌هایی که بار بستر بر مورفولوژی آنها نقش مهمی ایفا می‌کند، از آن استخراج شده است. برای این منظور با استفاده از مدل تحلیلی، سیستمی از معادلات بدون درج قید پایداری کناره (مدل محدود‌نشده) حل گردیده است. در این راستا، به‌علت کافی نبودن معادلات موردنیاز برای توضیح پدیده تعادل و حل سیستم مذکور، از تئوری‌های حدی استفاده شده که براساس این تئوری‌ها، رفتار رودخانه در جهت بهینه‌سازی پارامتر مورفولوژیک خاصی توجیه می‌شود. مقایسه توان‌های هندسه هیدرولیکی توسعه‌یافته در این تحقیق با توان‌های هندسه هیدرولیکی تجربی و تحلیلی، همخوانی مناسبی را نشان می‌دهد که این امر بیانگر مکانیزم خود‌تنظیمی کانال‌های آبرفتی با معرفی فاکتور شکل کانال (نسبت عرض کف به عمق) و گنجاندن فرضیه حدی به روابط حاکم بر جریان (پیوستگی، مقاومت جریان و انتقال رسوب) می‌باشد. در انتها مدل تخمین ابعاد مقطع پایدار با داده‌های صحرایی کشور انگلستان مورد واسنجی قرار گرفته و به‌طور متوسط خطای نسبی محاسبه عرض و عمق مقطع پر به‌ترتیب 47% و 35% به‌دست آمده است.