محاسبه بار كل رسوب رودخانه فيروزآباد در محل سد هايقر با استفاده از روش هاي هيدرومتري، هيدروليكي و تجربي (MPSIAC) در قالب GIS

Calculating the total load of sediment in Firouzabad River at Haiger dam-site, using hydrometric, hydraulic, and experimental methods Abstract in the GIS framework

روشهاي مختلفي براي برآورد ميزان رسوب دهي حوضه هاي مختلف اختراع گرديده اند. در اين تحقيق از سه روش هيدرومتري، هيدروليكي و تجربي (MPSIAC) براي برآورد ميزان رسوب زايي حوضه آبريز رودخانه فيروزآباد استفاده شده است. در روش هيدرومتري، ضمن اندازه گيري آبدهي رودخانه، نمونه برداري از مواد معلق آن انجام مي گيرد. در محل سد هايقر هيچگونه ايستگاه هيدرومتري براي نمونه برداري از رودخانه فيروزآباد وجود ندارد، اما در ايستگاه تنگاب، در فاصله 60 كيلومتري بالا دست آن، اندازه گيري دبي ماهانه و سالانه و نمونه برداري رسوب در يك دوره 30 ساله از اين رودخانه انجام گرفته است. در تعيين رابطه بين دبي رودخانه و غلظت مواد رسوبي، دبي رسوبات به عنوان تابعي از دبي جريان با استفاده از معادلات همبستگي سنجيده مي شود. با توجه به آمار موجود، ميانگين سالانه مواد معلق در ايستگاه تنگاب به دست آمده كه با در نظر گرفتن برخي عوامل و پارامترها براي خروجي سد هايقر نيز محاسبه شده است. كنترل سيلاب و سامان دهي رودخانه نيازمند شناخت كامل هندسه رودخانه، هيدروليك و وضعيت جريان در هر نقطه از آن است. جهت شبيه سازي رودخانه به طور معمول از مدل هاي رياضي استفاده مي شود. در اين تحقيق از بين مدل هاي رياضي متداول، از نرم افزار HEC-RAS استفاده شده است، كه يكي از رايجترين مدل هاي رودخانه اي است و مي تواند انتقال رسوب را به صورت يك بعدي شبيه سازي نمايد. براي انتقال تمام بار رسوب، معادلات مختلفي را افراد مختلف ارايه كرده اند كه عملكرد آنها مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته، درجه اعتبارشان تعيين گرديده است. با استفاده از اين معادلات و روشهاي انتقال رسوب، بار كل در نرم افزار HEC-RAS محاسبه شده است. از روش تجربي MPSIAC نيز براي برآورد ميزان رسوب زايي حوضه استفاده شده است. در اين روش تاثير و نقش 9 عامل مهم و موثر در فرسايش خاك و توليد رسوب (زمين شناسي سطحي، خاك، آب و هوا، رواناب، ناهمواري، پوشش گياهي، نحوه استفاده از زمين، فرسايش، و فرسايش رودخانه اي) در حوضه ارزيابي مي گردد. در اين روش بسته به شدت و ضعف هر عامل امتيازي به آن داده مي شود وسرانجام با درنظر گرفتن مجموع امتيازات، ميزان رسوب دهي حوضه برآورد مي گردد.

Different methods have been innovated for the estimation of sediment yield in different basins. In this research, three methods (hydrometric, hydraulic and experimental) have been used for this purpose in Firouzabad River basin. In the hydrometric method, in addition to measuring the discharge of the river, sampling of the suspended materials is performed. No hydrometric station exists at Haiqer dam-site, but there is one in Tangab dam-site, some 60 km toward the upstream, and monthly and yearly measuring of discharge and sampling have been performed there in a period of 30 years. To determine the relationship between the river discharge and the (J(li>—^JQJJJ) <_5lXXX1 Q CJ^JLii) sediment concentration, the sediment discharge is measured as a function of flow discharge using coordinated equations. With regard to existing statistical information, the average of annually suspended materials in Tangab hydrometric station has been determined and, by taking some factors and parameters into consideration, has been calculated for Haiqer dam-site exit. To control flood and fix up the river, we need to know the geometry, hydraulics and flow condition of each point of the river. To simulate a river, we usually use mathematical models. In this research, among the current models, the HEC-RAS software has been used, which is one of the most common river models and can simulate sediment transition unidimensionally. Different equations have been presented for sediment total load transition, whose operations have been analyzed and their validities have been determined. Using these equations and sediment transportation methods, the total load has been calculated in HEC-RAS software. The experimental MPSIAC method has also been used for the estimation of sediment yield in the basin. In this method, the effect of nine factors in soil erosion and sediment production (surface geology, type of soil, climate, running water, topography, vegetation cover, land use methods, erosion and channel erosion) is estimated in the basin. Depending on the intensity and weakness of each factor, a mark (of distinction) is given to it and with taking into account the sum of marks, the rate of sediment yield is estimated. Keywords: Sedimentary yield, Hydrometric Method, Hydraulic Method, Experimental Method, GIS