توسعه مدل شبه دو بعدی SDAR برای شبیه‌سازی تغییرات تراز بستر رودخانه‌های آبرفتی

عبداله اردشیر,; فیروز بهادری و احمد طاهر شمسی,

توسعه مدل شبه دو بعدی SDAR برای شبیه‌سازی تغییرات تراز بستر رودخانه‌های آبرفتی

نویسندگان

چکیده

در این مقاله مدل ریاضی شبه دو بعدی SDAR1 که با هدف شبیه سازی خصوصیات جریان و تغییرات تراز بستر رودخانه‌ها توسط مولفان توسعه داده شده معرفی می‌شود. این مدل از ترکیب دو الگوریتم اصلی هیدرولیک و انتقال رسوب تشکیل شده است. مدل جدید SDAR از قابلیتهای متعددی برخوردار است که محاسبه نرخ انتقال رسوب، تعیین میزان فرسایش و رسوب‌گذاری،شبیه سازی نیمرخ طولی و عرضی، و پیش بینی وقوع پدیده آرمور یا مسلح شدن کف رودخانه را می‌توان برشمرد. الگوریتم مدل SDAR به‌گونه‌ای تنظیم شده که قادر است تغییرات سرعت، تنش برشی و نرخ انتقال رسوب را در امتداد عرضی مشخص کند. از این رو مدل دارای ماهیت شبه دو بعدی (‌S-2D )2 است. برای تحقق این ویژگی مهم، رودخانه به چند لوله جریان3 که دارای دبی مساوی ولی با مشخصه‌های هندسی متفاوتی‌اند تقسیم می‌شود. در هر لوله روندیابی رسوب و تعیین تغییرات تراز بستر به طور مجزا انجام می‌گیرد. دراین تحقیقات همچنین با معرفی مفهوم لوله جریان بازه ای4 اتصال شاخه ها و انشعابات جانبی، تغذیه یا برداشت آب و رسوب در حالت شبه دو بعدی فراهم شده و محدودیتهای موجود نسبت به مدلهای مشابه مرتفع شده است. واسنجی یا کالیبراسیون مدل با بهره گیری از داده های رودخانه‌ای و آزمایشگاهی طی چند مرحله متوالی انجام گرفته و عملکرد آن با مدلهای مرجع مقایسه شده است. این بررسیها توانایی مدل SDAR را برای شبیه سازی تغییرات تراز بستر و خصوصیات هیدرولیکی در شرایط گوناگون تأیید می‌کند. این مدل با دارا بودن توانایی شبیه سازی خصوصیات بستر در امتداد عرضی و طولی، گزینه مناسبی برای انجام مطالعات و تدارک اطلاعات کاربردی در عرصه های مختلف مهندسی و ساماندهی رودخانه ها قلمداد می شود.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.22287698.1383.23.1.8.4

عنوان مقاله [English]

Development of Semi-Tow-Dimensional SDAR Model for Bed Variation Simulation in Alluvial Rivers

نویسندگان [English]

A. Ardeshir
F. Bahadori and A. Tahershamsi

چکیده [English]

In this paper, development of a semi-two- dimensional mathematical model called SDAR is introduced. The model is composed of two principal modules of hydraulics and sediment transport. The newly developed SDAR model has a number of capabilities including determination of sediment transport rate, aggradation - degradation
calculation, longitudinal profile and lateral cross–sectional variation simulation, and tracing armor layer development phenomena. SDAR is a semi- two dimensional ( S-2D) model, in the sense that the lateral variation of velocity, shear stress, and rate of sediment transport are achieved by subdividing the channel course into several stream tubes carrying equal discharges. Sediment routing and bed variation calculations are accomplished along each stream tube designated by virtual interfaces.

کلیدواژه‌ها [English]