|
" بررسی اثرات عملیات سازهای بر تغییرات بستر آبراهه و الگوی جریان "
| شماره شناسایی
|
:
|
18867933
|
| شماره مدرک
|
:
|
۵۹۹۶۳
|
| نام عام مواد
|
:
|
[گزارش نهایی -ویژه]
|
| شناسه افزوده
|
:
|
امینی، عطا
|
|
|
:
|
خالدیان، حسین
|
|
|
:
|
قادری، ناصح
|
| عنوان اصلي
|
:
|
بررسی اثرات عملیات سازهای بر تغییرات بستر آبراهه و الگوی جریان
|
| عنوان اصلي به زبان ديگر
|
:
|
: Assessing the effects of structural operation on variations of streambed and flow field
|
| صفحه شمار
|
:
|
۸۷ ص.:مصور، عکس(رنگی)، جدول، نمودار، نقشه
|
| وضعیت انتشار
|
:
|
کرج: پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداري، ۱۴۰۰
|
| فروست
|
:
|
شماره ثبت ۵۹۹۶۳ مورخ ۱۴۰۰/۰۵/۱۰۵۹۹۶۳
|
|
|
:
|
شماره طرح ۹۷۰۵۵۹-۰۲۴-۲۹-۵۳-۲۴
|
|
|
:
|
شماره نامه: سامانه سمپات
|
|
|
:
|
این طرح: ترویجی است
|
| خلاصه یا چکیده
|
:
|
آبراههها اغلب تحت تأثیر عوامل طبیعی و یا دخالتهای انسانی دستخوش تغییرات مورفولوژی )ریختشناسی( میشوند که فرسایش بستر یا کفکنی و گودافتادگی از جمله موارد بارز آن است. این پژوهش بهمنظور بررسی عملكرد سازههای مكانیكی و نحوۀ تغییر الگوی جریان و پروفیل بستر رودخانه در اثر احداث این سازهها انجام شد. با بررسی صحرایی مشخصات سازهها، میزان رسوبگذاری در باالدست و فرسایش در پاییندست و کنارهها اندازهگیری میشود. عمق و عرض آبراهه قبل و بعد از احداث سازههای مكانیكی بهوسیله اندازهگیری و دادههای مربوطه آنالیز شد. نقشه جانمایی سازهها و مساحت باالدست آن در محیط GIS تهیه و دبی با دوره برگشتهای از روشهای تجربی محاسبه شد. بهمنظور شبیهسازی تغییرات مورفولوژیكی بستر آبراههها در اثر احداث سازههای مكانیكی از نرمافزار RAS-HEC استفاده شد. در این راستا شرایط مرزی برای بازه مورد مطالعه در باالدست و پاییندست آبراهه برای مدل هیدرولوژیكی RAS-HEC تعریف شد. بهمنظور واسنجی و صحت سنجی مدل، دبی جریان روی سازهها در زمان سیالب اندازهگیری و عمق جریان متناسب با آنها در مقطع عرضی آبراهه اندازهگیریشد. دادههای اندازهگیری شده با نسبت 01 %و 31 %به ترتیب برای واسنجی و صحتسنجی استفاده و نتایج مدلسازی ارتفاع2 آب به کمک شاخصهای آماری R، خطای میانگین مربعات )MSE ،)میانگین قدر مطلق خطا )MAD ،)جذر میانگین ریشهخطا )RMSE )و معیار درصد میانگین مطلق خطاهای پیشبینی شده )MAPE )ارزیابی شد. با استفاده از نتایج شبیهسازی مدل صحت سنجی شده RAS-HEC تغییرات عمق و سرعت جریان در اثر احداث سازههای مكانیكی بررسی شد. اثر احداث این سازه ها بر زمان عبور جریان در دبیهای مختلف بهصورت کمی محاسبه و با شرایط قبل از احداث سازه مقایسه شد. نتایج نشان داد انجام عملیات آبخیزداری پروفیل رودخانه را تغییر میدهد. نتایج ارزیابی مدل RAS-HEC نشان داد که همبستگی باالیی بین مقادیر واقعی و محاسباتی ارتفاع آب وجود دارد و مدل بهکار رفته دقت الزم برای مدلسازی ارتفاع آب را دارد. بررسیهای صحرایی نشان داد که علیرغم کیفیت مناسب اجرای سازه ها، تعدادی از سازه ها دارای نشت آب از بستر و کنارهها بوده و نیز در پاییندست آنها حفرههای آبشستگی ایجاد شده است. نتایج مدل هیدرولوژیكی نشان داد که در بیشتر سازها سرعت جریان بعد از عبور از محل سازه ها افزایش یافت. همچنین وجود سازه باعث طوالنیتر شدن زمان عبور جریان شده است بهطوری که در سیالب با دوره بازگشت دو سال تغییر زمان عبور جریان در اثر احداث سازه معادل 28.8 دقیقه است. این عدد در سیالبها با دوره بازگشتهای باالتر کمتر میباشد. نتایج این تحقیق میتواند به افزایش دانش و تجربه محققین و طراحان این سازهها با توجه به عملكرد آنها در تحقق اهداف مورد انتظار کمک نمایند.واژههاي كلیدي: فرسایش، رسوب، تثبیت بستر، آبخیزداری، عملیات مكانیكی
|
|
|
:
|
Waterways are often subject to morphological changes under the influence of natural factors or human interventions, such as bed erosion or scouring. This study was conducted to investigate the performance of mechanical structures and how to change the flow pattern and riverbed profile due to the construction of these structures. By field observations the characteristics of structures, the amount of sediment upstream and erosion downstream of structures were measured. The depth and width of the waterway before and after the construction of mechanical structures were analyzed by measuring and relevant data. The location map of the structures and its upstream area was prepared in GIS environment and the discharge corresponding to various return period was calculated from emprical methods. In order to simulate the morphological changes of the streambed due to the construction of mechanical structures, HEC-RAS software was used. In this regard, boundary conditions were defined for the studied range upstream and downstream of the waterway for the HECRAS hydrological model. To calibrate and validate the model, the dischargew on the structures during flood was measured and the flow depth proportional to them in the cross section of the waterway was recorded. The measured data with 70% and 30% ratio are used for calibration and validation, respectively, and the results of water height modeling using R2statistical indices, mean square error (MSE), Mean Absolute Deviation (MAD), root meansquare error and mean absolute percentage error (MAPE) were evaluated. Using the simulation results of the validated HEC-RAS model, changes in depth and flow velocity due to the construction of mechanical structures were investigated. The effect of the construction of these structures on the flow time in different discharges was quantitatively calculated and compared with the conditions before the construction of the structures. The results showed that performing watershed management operations changes the river profile. The evaluation results of HEC-RAS model showed that there is a high correlation between observed and calculated values of water height and the model used has the accuracy to predict water height. Field studies showed that despite the good quality of construction of structures, a number of structures have water leakage from the bed and abutments, and scouring holes have been created downstream. The results of the hydrological model showed that in most of the structures, the flow velocity increased after passing through the spillway. Also, the presence of the structure has caused a longer flow time, so that in floods with a return period of two years, the change in flow time due to the construction of the structure was equal to 82.8 minutes. This number is lower in floods with higher return periods. The results of this research can help increase the knowledge and experience of researchers and designers of these structures according to their performance in achieving the expected goals.Keywords: Erosion, Sedimentation, Bed stabilization, Watershed management, Mechanical operations
|
| |