مقایسه روشهای مختلف تخمین بار بستر در رودخانه بابل رود با توسعه نرم افزار STE

Abstract

سابقه و هدف: تخمین بار رسوبی در رودخانه بمنظور طراحی سازه‌های تقاطعی و حفاظت و احیای رودخانه از اهمیت فراوانی برخوردار است. حمل بار بستر در مسیرهای آبرفتی بطور وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته و معادلات متفاوتی بر اساس اطلاعات آزمایشگاهی یا صحرایی ارائه شده است. برآورد نرخ حمل بار بستر با استفاده از معادلات مختلف نتایج متفاوتی می دهند که همیشه قابل اعتماد نیستند. با توجه به پیچیدگی اندرکنش رفتار رسوب و جریان، هنوز نسبت ناجوریِ بالایی بین مقادیر پیش‏بینی شده و مقادیر اندازه‏گیری شده وجود دارد. لذا بایستی در هر رودخانه با توجه به شرایط هیدرولیک و هندسی آن، بهترین رابطه که از دقت بالاتری جهت تخمین بار بستر برخوردار است، انتخاب شود. برای دستیابی به رابطه ای که میزان برآورد بهتری ارایه دهد، باید شرایط منطقه مورد مطالعه را با شرایط و فرضیاتی که هر یک از روابط در آن شکل گرفته اند، به دقت مقایسه و بررسی کرد تا بتوان به جواب مناسب تر و منطقی تری که به واقعیت نزدیک باشد، دست یافت. بنابراین دستیابی به شیوه های نوین و خلاقانه که بتواند ضمن افزایش سرعت و دقت در محاسبات، روش های مختلف برآورد بار رسوبی را در رودخانه ها مورد ارزیابی قرار دهد دارای اهمیت بسیار زیادی است. با توجه به روش های مختلف برآورد بار رسوبی در رودخانه ها و همچنین حجم بالای محاسبات آن ها، نیاز به یک نرم افزار جامع محاسباتی برای افزایش دقت و سرعت و همچنین برای مقایسه ی نتایج مختلف بدست آمده از این روش ها در این زمینه احساس می شود.<br /> مواد و روش‌ها: با توجه به اینکه هنوز نرم افزاری که بتواند اکثر معادلات موجود را برای محاسبه بار رسوبی در رودخانه بکار گرفته و از بین آنها بهترین معادله را ارایه کند، وجود ندارد، در این تحقیق با توسعه یک نرم افزار کاربر پسند به نام Sediment Transport Estimator(STE) که به زبان برنامه نویسی VB.NET و در محیط ویندوز طراحی شده است، توانایی رابطه‌های موجود در برآورد بار بستر رودخانه‌ بابل رود استان مازندران در 3 بازه با نام های انارستان، درون کلاً غربی و کلاریکلا و در 13 مقطع که در آنها بار بستر اندازه‌گیری می‌شود، مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توسعه این نرم افزار همزمان می‌توان بهترین روایط تخمین رسوب را در بازه‌های مختلفی از یک رودخانه و یا تعدادی رودخانه مختلف بدست آورد. <br /> یافته‌ها: نتایج نشان داد که با استفاده از نرم افزار توسعه یافته، بهترین روش برای برآورد بار بستر در رودخانه‌ مورد مطالعه، روش توفالتی با فراوانی نسبت ناجوری بین نیم تا دو 69.2 درصد می‌باشد. در این حالت فراوانی نسبت ناجوری بین نیم تا دو برای بازه‌های انارستان، درونکلا و کلاریکلا بترتیب 66.7، 100 و 50 درصد می‌باشد.<br /> نتیجه گیری: معادله‏های توفالتی، یانگ، یالین، اینشتین-براون و ایکرز-وایت به ترتیب، نتایج مناسب‏تری نسبت به سایر معادلات ارائه می‏دهند و معادله‏ی توفالتی که در آن 69.2 درصد از داده‏ها در دامنه‏ی نسبت ناجوری بین 5/0 تا 2 قرار می‏گیرند، بهترین نتایج را ارائه می‏دهد.