ارايه مدل يك بعدي شبيه‌سازي جريان و رسوب، مطالعه موردي: رودخانه الندخوي

One-Dimensional Simulation of Flow and Sediment Transport,A Case Study in the Aland River

در اين مقاله، مدل رياضي رفتار جريان غيردايمي، ظرفيت حمل رسوب و تغييرات بستر در يك آبراهه فرسايش‌پذير مورد بررسي و شيبه‌سازي قرار گرفت. به اين منظور جريان غيردايمي متغير تدريجي با معادله سن-ونان و پيوستگي رسوب با معادله اكسنر با روش اصلاح شده و دو مرحله‌اي لكس وندرف- ريچ‌ماير با دقت بالا و مرتبه دوم زماني و مكاني، به‌صورت صريح و مزدوج تحليل شد. صحت عملكرد و نتايج مدل رياضي با داده‌هاي آزمايشگاهي مورد مقايسه و ارزيابي قرار گرفت. همچنين با در نظر گرفتن داده‌هاي هيدروليكي و ابعاد هندسي رودخانه الند در بازه بدلان و ارزيابي تناسب كاربرد و سازگاري روشهاي مختلف برآورد بار رسوب در اين بازه، تغييرات پروفيل سطح آب، كف بستر و پارامترهاي هيدروليكي به‌صورت تابعي از زمان و مكان ارايه شد. نتايج اين تحقيق كارايي بسيار بالاي مدل در شبيه‌سازي و پيش‌بيني پروفيل بستر و جريان و امكان اعمال شرايط مختلف در آن را نشان داد.

In this paper, a mathematical model is presented for studying the unsteady flow, aggradation, and degradation in alluvial channels. The one-dimensional, unsteady, gradually varied flow equations (saint-venant equations) and the sediment continuity equation are solved numerically using the second-order, explicit finite difference two-step scheme developed by Lax Wendroff- Richmayer. All the three governing equations are solved simultaneously during any step so that the water flow and sediment continuity equations are coupled. The computed results are compared with the experimental results obtained in a laboratory flume. Also the Aland River data in Badalan Station with different sediment discharge equations are used for simulating the unsteady flow model bed changes and hydraulic parameters for different sections and time steps. Results show that the model is capable of simulating unsteady open channel flow, bed load transport, aggradation and degradation satisfactorily.