بررسي الگوي رسوب گذاري مخزن سد شهيد رجايي با استفاده از مدل عدديGSTARS3.0

Investigation of Sedimentation Pattern in the Shahid Rajaee ReservoirUsing GSTAR3.0 Numerical Model

يكي از اثرات مهم پس از ساخت سدها، مسيله رسوب گذاري در مخازن مي باشد. اين پديده بهره برداري بهينه از حجم ذخيره شده در مخزن سد را با مشكلاتي مواجه مي سازد. علاوه بر اين، رسوب گذاري بر توليد انرژي، كشتيراني، عملكرد توربين ها، توليد و تامين آب و ايمني سدها تاثيرگذار است. در تحقيق حاضر، به منظور پيش بيني روند رسوب گذاري مخزن سد شهيد رجايي، از مدل GSTARS3.0 به دليل داشتن خاصيت نيمه دوبعدي و شبه پايدار، قابليت شبيه سازي انتقال رسوب درحالت عدم تعادل و به كارگيري دامنه وسيعي از معادلات انتقال رسوب، استفاده شد. بعد از واسنجي مدل به كمك داده هاي هيدروگرافي مخزن سد شهيد رجايي براي يك دور ه ده ساله، مقدار و نحوه رسوب گذاري درمقطع طولي و مقاطع عرضي مخزن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از واسنجي مدل نشان داد، با انتخاب تابع يانگ 1979 به عنوان رابطه حمل رسوب، تعداد سه لوله جريان و ضريب زبري 04/0، نتايج مدل تطابق بهتري با نتايج واقعي دارد. همچنين نتايج شبيه-سازي مدل نشان مي دهد كه پس از طي 50 سال از زمان بهره برداري سد، حجم رسوبات انباشته شده در مخزن به حدود 21 ميليون متر مكعب مي رسد كه تقريباً 22% از حجم مفيد مخزن را پر خواهد نمود.

Sedimentation problem in the reservoirs is one of the important effects after dam’s construction. This phenomenon encounters optimum utilization of the volume stored in the dam’s reservoir with some problems. Moreover sedimentation affects on the energy production, navigation, turbine’s operation, production and supplying the water and dam’s safety. In this research, for predicting of the sedimentation trend of Shahid Rajaee Reservoir, the GSTARS3.0 model was used due to half 2D and semi stable properties, ability for simulation of the sediment transport in imbalance status and using wide range of sediment transport equations. After calibration model with 10 years hydrography data of the Shahid Rajaee Reservoir, the amount and manner of sedimentation along the longitudinal and cross sections of the reservoir was investigated. The calibration results showed that the selecting Yang (1979) model as sediment transport formula, 3 number of flow pipe and roughness coefficient of 0.04, the model has the best agreement with real satiation. Also simulation results of the model shown that after 50 years from dam operation, the volume of the deposited sediments in the reservoir will reach to 21MCM that will occupy about %22 of the useful volume of the reservoir.