كليدواژه :
ظرفيت انتقال رسوب , حمل رسوب , بار كف , بستر شني , رودخانه بابل رود
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: تخمين بار رسوبي در رودخانه بمنظور طراحي سازه‌هاي تقاطعي و حفاظت و احياي رودخانه از اهميت فراواني برخوردار است. حمل بار بستر در مسيرهاي آبرفتي بطور وسيعي مورد مطالعه قرار گرفته و معادلات متفاوتي بر اساس اطلاعات آزمايشگاهي يا صحرايي ارائه شده است. برآورد نرخ حمل بار بستر با استفاده از معادلات مختلف نتايج متفاوتي مي دهند كه هميشه قابل اعتماد نيستند. با توجه به پيچيدگي اندركنش رفتار رسوب و جريان، هنوز نسبت ناجوريِ بالايي بين مقادير پيشبيني شده و مقادير اندازهگيري شده وجود دارد. لذا بايستي در هر رودخانه با توجه به شرايط هيدروليك و هندسي آن، بهترين رابطه كه از دقت بالاتري جهت تخمين بار بستر برخوردار است، انتخاب شود. براي دستيابي به رابطه اي كه ميزان برآورد بهتري ارايه دهد، بايد شرايط منطقه مورد مطالعه را با شرايط و فرضياتي كه هر يك از روابط در آن شكل گرفته اند، به دقت مقايسه و بررسي كرد تا بتوان به جواب مناسب تر و منطقي تري كه به واقعيت نزديك باشد، دست يافت. بنابراين دستيابي به شيوه هاي نوين و خلاقانه كه بتواند ضمن افزايش سرعت و دقت در محاسبات، روش هاي مختلف برآورد بار رسوبي را در رودخانه ها مورد ارزيابي قرار دهد داراي اهميت بسيار زيادي است. با توجه به روش هاي مختلف برآورد بار رسوبي در رودخانه ها و همچنين حجم بالاي محاسبات آن ها، نياز به يك نرم افزار جامع محاسباتي براي افزايش دقت و سرعت و همچنين براي مقايسه ي نتايج مختلف بدست آمده از اين روش ها در اين زمينه احساس مي شود.
مواد و روش‌ها: با توجه به اينكه هنوز نرم افزاري كه بتواند اكثر معادلات موجود را براي محاسبه بار رسوبي در رودخانه بكار گرفته و از بين آنها بهترين معادله را ارايه كند، وجود ندارد، در اين تحقيق با توسعه يك نرم افزار كاربر پسند به نام Sediment Transport Estimator(STE) كه به زبان برنامه نويسي VB.NET و در محيط ويندوز طراحي شده است، توانايي رابطه‌هاي موجود در برآورد بار بستر رودخانه بابل رود استان مازندران در 3 بازه با نام هاي انارستان، درون كلاً غربي و كلاريكلا و در 13 مقطع كه در آنها بار بستر اندازهگيري مي‌شود، مورد ارزيابي قرار گرفته است. با توسعه اين نرم افزار همزمان مي‌توان بهترين روايط تخمين رسوب را در بازه‌هاي مختلفي از يك رودخانه و يا تعدادي رودخانه مختلف بدست آورد.
يافته‌ها: نتايج نشان داد كه با استفاده از نرم افزار توسعه يافته، بهترين روش براي برآورد بار بستر در رودخانه مورد مطالعه، روش توفالتي با فراواني نسبت ناجوري بين نيم تا دو 69.2 درصد مي‌باشد. در اين حالت فراواني نسبت ناجوري بين نيم تا دو براي بازه‌هاي انارستان، درونكلا و كلاريكلا بترتيب 66.7، 100 و 50 درصد مي‌باشد.
نتيجه گيري: معادله هاي توفالتي، يانگ، يالين، اينشتين-براون و ايكرز-وايت به ترتيب، نتايج مناسب تري نسبت به ساير معادلات ارائه مي دهند و معادله ي توفالتي كه در آن 69.2 درصد از داده ها در دامنه ي نسبت ناجوري بين 0/5 تا 2 قرار مي گيرند، بهترين نتايج را ارائه مي دهد.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: The estimation of sediment load is vital for designing the crossing structure and rehabilitation of rivers. Bed load transport in alluvial channels has been studied extensively and different equations are presented based on laboratory or field data. Estimating of bed load transport rates using different equations gives different results. Due to the complexity of the interaction between sediment transport and flow behavior, there is still a high level of discrepancy ratio between the estimated and the measured values. Therefore, in each river, according to its hydraulic and geometrical conditions, it is necessary to choose the best equation that has a higher accuracy to estimate bed load in that river. In order to achieve a better estimate of an equation, we must carefully compare the conditions of the study area with the conditions and assumptions in which each equation is formed, so that a more appropriate and logical answer can be found which is closer to reality. Therefore, it is very important to achieve new and innovative methods that can improve accuracy in calculating different estimation methods for sediment loads in rivers. According to different methods of estimating sediment load in the rivers and their high computing volume the need for a comprehensive computational software to increase accuracy, as well as to compare the different results obtained from these methods in this field, is vital.
Materials and Methods: Considering that there is still no software that can use most of the existing equations to calculate sediment load in the rivers and provide the best equation among them, in this research by developing a user-friendly software named “Sediment Transport Estimator (STE)”, which is designed in the VB.NET programming language in the Windows environment, the ability of available equations of estimating bed load in Babolrood River of Mazandaran province in 3 reaches with the names of Anarestan, Daronkola and Kelarikola, in which bed load is measured, has been evaluated.
Results: The results showed that by using the developed software the best method for estimating bed load in the studied river is Toffaleti method with an abundance of discrepancy ratio between 0.5 to 2, 69.2%. In this case, the abundance of discrepancy ratio between 0.5 to 2 for the reach of Anarestan, Daronkola and Kelarikola is 66.7, 100 and 50 percent, respectively.
Conclusion: The equations Toffaleti, Yang, Yalin, Einstein-Brown and Ackers-White, respectively, offer better results than other equations, and the equation Toffaleti, in which 69.2% of the data are calculating in discrepancy ratio range of 0.5 to 2, is giving the best results in the studied river.
