توسعه مدل عددي جريان غيرماندگار همراه با انتقال رسوب در سيستم‌هاي رودخانه‌اي

در دو دهه اخير استفاده از مدل هاي عددي براي شبيه سازي هيدروليك جريان و انتقال رسوب بسيار رواج يافته است.مدل‌هاي رياضي ابزار با ارزشي را براي پيش‌بيني شرايط جريان و فرايند انتقال رسوب فراهم نموده‌اند و به‌نحو گسترده‌اي در مديريت و مهندسي آب كاربرد دارند. هدف اصلي اين تحقيق، توسعه مدل عددي هيدروديناميكي يك بعدي و غيرماندگار است، كه براي رونديابي جريان و انتقال رسوب به‌صورت شبه‌كوپل در سيستم‌هاي رودخانه‌اي ‌مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين تحقيق، ابتدا مدلي رياضي توسعه داده شده است، كه در آن معادلات سنت ونانت در سيستم‌هاي رودخانه‌ايي حل ميشوند. اين معادلات پس از خطي شدن به روش تفاضل‌هاي محدود، به‌صورت نيمه ضمني و از طريق تكنيك زيگزاگي حل مي‌شوند. پس از حل معادلات و محاسبه خصوصيات هيدروليك جريان در رودخانه، اين مشخصات براي حل معادلات انتقال رسوب استفاده مي‌شوند. از معادله ديناميكي انتقال پخش و معادله ديفرانسيلي بار بستر به‌ترتيب براي محاسبه ميزان انتقال بار معلق و بار بستر استفاده مي‌شود. بعد از محاسبه ميزان انتقال رسوب، از معادله اكسنر براي محاسبه تغييرات ارتفاع بستر در رودخانه استفاده مي‌شود. در نهايت در اين تحقيق مدل عددي با مدل هيدروليكي HecRas مورد مقايسه قرار گرفت كه نتايج، دقت بالاي مدل عددي را نشان مي دهد.تفاوت هايي در مقدار عمق پيش بيني شده براي فرسايش و رسوب گذاري ديده مي شود، كه اين تفاوت به علت اختلاف در مباني مدل هاي عددي ذكر شده و تفاوت ناشي از تعادلي و غير تعادلي بودن معادله اكسنر دور از انتظار نيست.