انالیز حساسیت بار کل رسوب در رودخانه کارون با استفاده از مدل HEC- RAS (بازه ملاثانی – فارسیات)

چکیده ………………………………………………………………………………………………

۱

مقدمه ………………………………………………………………………………………….……..

۲

فصل اول : کلیات تحقیق

۱ – 1

پدیده انتقال رسوب ……………………………………………………………………………

۵

۱ – 2

شناخت مکانیزم انتقال رسوبات ……………………………………………………………..

۷

۱ – 3

عوامل تاثیر گذار بر فرسایش و رسوب گذاری ………………………………………

۸

۱ – 3 – 1

شیب …………………………………………………………………………………………………

۸

۱ – 3 – 2

پوشش زمین ………………………………………………………………………………………

۹

۱ – 3 – 3

روان آب ……………………………………………………………………………………………

۹

۱ – 3 – 4

خاک …………………………………………………………………………………………………

۹

۱ – 3 – 5

آب و هوا …………………………………………………………………………………………

۹

۱ – ۴

عوامل تاثیر گذار بر فرسایش کناره ها ……………………………………………………………………..

۱۰

۱ – 4 – 1

عامل آب ……………………………………………………………………………………………

۱۰

ا – 4 – 2

عامل اثر موج ………………………………………………………………………………………

۱۰

۱ – 4 – 3

عامل سرعت جریان آب در خم رودخانه ………………………………………………..

۱۱

۱ – 4 – 4

عامل آبشستگی ……………………………………………………………………………………

۱۱

۱ – 4 – 5

عامل تراوش ………………………………………………………………………………………

۱۲

۱ – 4 – 6

عامل آبدوی سطحی ……………………………………………………………………………

۱۳

۱ – 5

انتقال رسوب و فرسایش رودخانه ای …………………………………………………….

۱۳

۱ – ۶

اهمیت و ضرورت تحقیق ……………………………………………………………………..

۱۵

۱ – 7

اهداف تحقیق ………………………………………………………………………………………

۱۶

۱ – 8

نوآوری تحقیق ……………………………………………………………………………………

۱۶

فصل دوم – مروری بر منابع

۲ – 1

مقدمه ………………………………………………………………………………………………

۱۸

۲ – 2

مطالعات آزمایشگاهی و عددی ………………………………………………………………

۱۸

۲ – 3

جمع بندی نهایی مطالعات انجام شده و ضرورت انجام تحقیق ………………….

۲۹

فصل سوم – مواد و روشها

۳ – 1

مقدمه …………………………………………………………………………………………………

۳۱

۳ – 2

محدوده طرح ……………………………………………………………………………………

۳۲

۳ – 3

آمار و اطلاعات مورد استفاده در این تحقیق ……………………………………………

۳۶

۳ – 3 – 1

ایستگاه های هیدرومتری منطقه و آمار و اطلاعات آنها ……………………………..

۳۶

۳ – 3 – 2

اطلاعات دانه بندی مواد بستر رودخانه ……………………………………………………

۳۷

۳ – 3 – 3

اطلاعات مربوط به شکل هندسی رودخانه ………………………………………………

۳۷

۳ – 3 – 3 – 1

ضریب زبری مانینگ ……………………………………………………………………………

۳۸

۳ – 3 – 3 – 2

محل بستر متحرک و عمق لایه های فعال ……………………………………………….

۳۸

۳ – 3 – 3 – 3

مقاطع عرضی رودخانه ………………………………………………………………………

۳۸

۳ – 3 – 3 – 4

اطلاعات مربوط به پل های محدوده تحقیق ……………………………………………

۴۰

۳ – 3 – 4

اطلاعات مربوط به رسوب …………………………………………………………………

۴۰

۳ – 3 – 4 – 1

دانه بندی رسوبات بستر ……………………………………………………………………….

۴۱

۳ – 3 – 4 – 2

طبقه بندی ذرات رسوب ………………………………………………………………………

۴۱

۳ – 3 – 4 – 3

ظرفیت انتقال رسوب ……………………………………………………………………………

۴۲

۳ – 3 – 4 – 4

اطلاعات ایستگاه رسوب سنجی ……………………………………………………………

۴۲

۳ – 3 – 4 – 5

بار رسوب ورودی ………………………………………………………………………………

۴۳

۳ – 3 – 4 – 6

اطلاعات مربوط به هیدرولوژی رودخانه ………………………………………………

۴۴

۳ – 3 – 4 – 7

شرایط مرزی ………………………………………………………………………………………

۴۴

۳ – 4

استفاده از مدل های ریاضی …………………………………………………………………..

۴۵

۳ – 5

معرفی و انتخاب مدل های ریاضی …………………………………………………………

۴۶

۳ – 5 – 1

مدل های ماندگار …………………………………………………………………………………

۴۶

۳ – 5 – 2

مدل های ریاضی غیر ماندگار ……………………………………………………………….

۴۶

۳ – 6

معرفی نرم افزار HEC – RAS………………………………………………………………………………

۴۷

۳ – 7

شبیه سازی جریان با نرم افزار HEC – RAS……………………………………………………

۴۸

۳ – 8

مبانی هیدرودینامیک مدل …………………………………………………………………………………………….

۴۹

۳ – 8 – 1

مبانی محاسبات مدل بر مبنای تحلیل جریان در حالت دائم ………………………………

۴۹

۳ – 8 – 2

معادله پیوستگی…………………………………………………………………………………

۵۱

۳ – 8 – 3

معادله مومنتوم………………………………………………………………………………………………………………..

۵۲

۳ – 8 – 4

شبیه سازی جریان غیر ماندگار …………………………………………………………………………………..

۵۴

۳ – 8 – 5

پل ها و کالورتها …………………………………………………………………………………………………………….

۵۴

۳ – 8 – 6

محاسبات هیدرولیکی پل ها ……………………………………………………………………………………….

۵۵

۳ – 9

ورود اطلاعات مورد نیاز به نرم افزار HEC – RAS……………………………………..

۵۵

۳ – 9 – 1

داده های هندسی ……………………………………………………………………………………………………………

۵۶

۳ – 9 – 2

داده های جریان ……………………………………………………………………………………………………………..

۵۹

۳ – 9 – 3

شرایط مرزی …………………………………………………………………………………………………………………..

۵۹

۳ – 9 – 4

شرایط مرزی در تحلیل جریان ماندگار و غیر ماندگار …………………………………………

۵۹

۳ – 9 – 5

داده های رسوب …………………………………………………………………………………………………………….

۶۰

۳ – 10

روشهای محاسبه میزان انتقال رسوبات …………………………………………………………………….

۶۳

۳ – 10 – 1

روش میر – پیتر و مولر ……………………………………………………………………………………………….

۶۴

۳ – 10 – 2

روش لارسن ………………………………………………………………………………………………………………

۶۵

۳ – 10 – 3

روش انگلوند – هانسن ……………………………………………………………………………………………….

۶۶

۳ – 10 – 4

روش ایکرز و وایت ……………………………………………………………………………………………………..

۶۷

۳ – 10 – 5

روش ویلکاک …………………………………………………………………………………………………………………

۶۹

۳ – 10 – 6

روش یانگ ……………………………………………………………………………………………………………………..

۷۰

۳ – 10 – 3

روش توفالتی ………………………………………………………………………………………………………………….

۷۲

۳ – 11

تعیین لایه های فعال و غیر فعال ……………………………………………………………………………….

۷۳

۳ – 12

کالیبراسیون و صحت سنجی مدل ……………………………………………………………………………

۷۳

۳ – 12 – 1

انتخاب ضریب مانینگ و واسنجی مدل

۷۳

۳ – 12 – 2

کالیبراسیون و ارزیابی مدل در شبیه سازی هیدرولیک جریان و رسوب…………..

۷۴

۳ – 12 – 3

صحت سنجی مدل ………………………………………………………………………………………………………..

۷۴

۳ – 13

مدل HEC – RAS……………………………………………………………………………………………………

۷۴

۳ – 13 – 1

مزایای مدل HEC – RAS……………………………………………………………………………………..

۷۵

۳ – 13 – 2

محدودیت های مدل ریاضی HEC-RAS…………………………………………………………..

۷۶

۳ – 13 – 3

اطلاعات مورد نیاز جهت محاسبات مدل HEC – RAS……………………………….

۷۶

۳ – 14

انتخاب مدل ریاضی مناسب ………………………………………………………………………………………..

۷۸

فصل چهار – ارائه نتایج

۴ – 1

مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………..

۸۰

۴ – 2

اجرای مدل ریاضی HEC – RAS……………………………………………………………………….

۸۱

۴ – 2 – 1

محاسبه میزان خطاء ……………………………………………………………………………………………………….

۸۱

۴ – 2 – 2

واسنجی و صحت سنجی مدل هیدرولیکی …………………………………………………………….

۸۲

۴ – 2 – 2 – 1

واسنجی دبی جریان ………………………………………………………………………………………………………

۸۳

۴ – 2 – 2 – 2

صحت سنجی دبی جریان ……………………………………………………………………………………………

۸۵

۴ – 2 – 2 – 3

واسنجی اشل جریان ……………………………………………………………………………………………………..

۸۷

۴ – 2 – 2 – 4

صحت سنجی اشل جریان …………………………………………………………………………………………..

۹۰

۴ – 2 – 2 – 5

بررسی آماری نتایج واسنجی و صحت سنجی دبی و اشل ……………………………….

۹۲

۴ – 2 – 2 – 6

واسنجی رسوب جریان ………………………………………………………………………………………………..

۹۲

۴ – 2 – 2 – 7

صحت سنجی رسوب جریان ……………………………………………………………………………………..

۹۵

۴ – 2 – 2 – 8

بررسی آماری نتایج واسنجی و صحت سنجی رسوب ……………………………………….

۹۷

۴ – 2 – 2 – 9

واسنجی و صحت سنجی ضریب زبری مانینگ …………………………………………………….

۹۷

۴ – 3

آنالیز حساسیت بار کل رسوب …………………………………………………………………………………..

۹۸

۴ – 3 – 1

آنالیز حساسیت دبی رسوب کل نسبت به تغییرات تنش بحرانی شیلدز …………

۹۹

۴ – 3 – 1 – 1

کاهش تنش بحرانی شیلدز ………………………………………………………………………………………….

۱۰۴

۴ – 3 – 1 – 2

افزایش تنش بحرانی شیلدز …………………………………………………………………………………………

۱۰۴

۴ – 3 -2

آنالیز حساسیت دبی رسوب کل نسبت به تغییرات دمای جریان آب ………………

۱۰۵

۴ – 3 -2 – 1

کاهش درجه حرارت جریان آب ……………………………………………………………………………….

۱۰۸

۴ – 3 -2 – 2

افزایش درجه حرارت جریان آب ……………………………………………………………………………..

۱۰۸

۴ – 3 – 3

آنالیز حساسیت دبی رسوب کل نسبت به تغییرات دانه بندی بستر ………………….

۱۰۸

۴ – 3 – 3 – 1

کاهش دانه بندی بستر …………………………………………………………………………………………………

۱۱۲

۴ – 3 – 3 – 2

افزایش دانه بندی بستر ……………………………………………………………………………………………….

۱۱۲

۴ – 3 – 4

آنالیز حساسیت دبی رسوب کل نسبت به تغییرات ضریب زبری مانینگ ………

۱۱۲

۴ – 3 – 4 – 1

کاهش ضریب زبری مانینگ ……………………………………………………………………………………….

۱۱۶

۴ – 3 – 4 – 2

افزایش ضریب زبری مانینگ ………………………………………………………………………………………

۱۱۶

۴ – 3 – 5

آنالیز حساسیت دبی رسوب کل نسبت به تغییرات روش سرعت سقوط ذرات رسوب

۱۱۶

۴ – 3 – 5 – 1

روش سرعت سقوط Toffaleti………………………………………………………………………………

۱۱۹

۴ – 3 – 5 – 2

روش سرعت سقوط Van rijn……………………………………………………………………………….

۱۱۹

۴ – 3 – 5 – 3

روش سرعت سقوط Ruby………………………………………………………………………………………

۱۱۹

۴ – 4

برآورد عدم قطعیت در انتقال رسوب کل ………………………………………………………………..

۱۲۰

۵ – 4

تعیین حساسیت بار رسوب کل نسبت به متغیرهای ورودی و پارامترهای کالیبراسیون مدل

۱۲۲

فصل پنج – نتیجه گیری و پیشنهادات

۵ – ۱

نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………………..

۱۲۴

۵ – 2

جمع بندی نتایج آنالیز حساسیت پارامترهای ورودی به مدل ……………………………

۱۲۴

۵ – 3

پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………………………………..

۱۲۶

۵ – ۴

منابع و ماخذ ……………………………………………………………………………………………………………………

۱۲۷