ارايه‌ راه‌بردهاي فني در مكان‌يابي نقاط مناسب به‌منظور برداشت رسوبات رودخانه‌اي

Development of technical methods to locate the appropriate reaches for river sand mining

از آن‌جايي ‌كه در زمان وقوع سيلاب، فرسايش كناره‌ها و بستر رودخانه‌ خررود واقع در استان قزوين و انتقال رسوب در آن شديد مي‌با‌شد، لذا در اين پژوهش چگونگي توزيع رسوبات در بخش‌هاي مختلف رودخانه و به‌دنبال آن ارايه برنامه مشخص براي برداشت مصالح رودخانه‌اي مورد مطالعه قرارگرفت. بدين منظور، پس از تهيه اطلاعات‌ پايه مورد نياز و اطلاعات‌ مربوط به‌ مواد رسوبي‌ و دانه‌‌بندي‌ رسوبات‌ معلق‌ و بستر رودخانه‌، با استفاده از مدل HEC-RAS، آورد رسوبي رودخانه و نحوه توزيع آن در طول مسير رودخانه مورد بررسي قرار گرفت. به‌طوري كه پس از واسنجي مدل، رابطه‌‌ Yang به‌عنوان مناسب‌ترين رابطه برآورد دبي رسوب شناسايي شد. براين اساس حجم متوسط رسوب خروجي از اين رودخانه 1.75 ميليون تن در سال برآورد شد. در نهايت با استخراج ميزان تغييرات در تراز كف هر يك از مقاطع رودخانه، ميزان رسوب عبوري طي دوره‌ شبيه‌سازي 37 ساله محاسبه شد و مطابق با روند تغييرات رسوب‌گذاري در رودخانه، مناسب‌ترين دوره زماني برداشت رسوب از اين رودخانه ماه‌هاي دي تا ارديبهشت توصيه شد. براساس نتايج حاصل از شبيه‌سازي، متوسط عمق برداشت رسوب از اين رودخانه حدود 40 سانتي‌متر برآورد شد. با توجه به نتايج مدل و براساس روند تغييرات منحني رسوب‌گذاري در طول رودخانه، مناسب‌ترين مناطق براي برداشت رسوبات در طول مسير رودخانه قابل شناسايي مي‌باشند. بخش‌هايي از منحني تغييرات رسوب‌گذاري رودخانه كه شيب منحني در آن افقي مي‌‌شود، به‌عنوان مناسب‌ترين محدوده براي برداشت رسوبات توصيه ‌شد. هم‌چنين، از آن‌جايي‌ كه مقادير حجم آورد رسوب در هر يك از مقاطع عرضي رودخانه محاسبه شد، براساس حداكثر عمق مجاز برداشت مصالح و هم‌چنين، در نظرگرفتن عرض رودخانه و حريم مربوط به آن، طول و كروكي محل برداشت در بازه‌هاي مختلف رودخانه در محيط ArcGIS شناسايي شد. ضمناً با تحليل آماري صورت گرفته، مشخص شد كه مدل هيدروليكي HEC-RAS، حدود 63 درصد قضاوت‌هاي مهندسي اوليه انجام شده براي برداشت رسوبات را پوشش مي‌دهد.

This study investigated the status of sediment transport and deposition in Khar-rud River, Qazvin province, Iran. The aim was to determine the possibility of construction of sand and gravel mining workshops in the margin of Khar-rud Flood-plain. Here with calculating sediment transport rate and specifying the distribution of sediment deposits in various parts of the river, an applied program for sand harvesting from the river bed, is developed. In this project, after preparing the basic information, such as information about river geometrical shape, roughness coefficients of different sections, information related to size gradation of suspended sediments and bed material, river hydrology data and boundary conditions of downstream hydraulic system, using HEC-RAS model, sediment loads and its distribution along the river was simulated. Simulation was done based on classified data from daily flow discharges during a 37-year period. After calibrating the HEC-RAS model and selecting Yang sediment transport equation as the closest relationship to the sedimentary data measured by regional Hydrometric stations, the average volume of sediment yield from the river was estimated 1.75 million tons per year. Finally, considering the changes in the river bed elevation for each cross-section, the amount of sediment passing during simulated 37-year was calculated. Using the results of the model and sedimentation changes along the study reaches, the volume of sediment transport in each river cross section, the river width and its private region and considering the maximum permissible depth of bed-material removal equal to 1 m, the most suitable mining length and period in the different reaches of river was determined, discussed and showed in ARC-GIS environment. Based on simulation results, the average depth of sand which can be taken safely from the river-bed was estimated to be 40cm and the most suitable period of time for sand mining along the river was recommended from January to May. It was determined that HEC_RAS hydraulic model, covers about %63 of initial engineering judgments for the amount and location of sand mining.