بررسي پايداري كناري و فرسايش پنجه ‏اي ناشي از جريان سطحي با استفاده از مدل BSTEM (مطالعۀ موردي: رودخانۀ بشار)

The investigation of Bank Stability and Toe Erosion Because of Surface Flow Using BSTEM Model (Case Study: Beshar River)

يك نياز حياتي براي مديريت رودخانه، درك و پيش‏ بيني فرسايش كناره‏ اي است. بيشتر مدل‏ هاي موجود؛ فرسايش كناره‏ اي را به‏ طور صريح بررسي نمي‏ كنند. مدل BSTEM از پركاربرد‏ترين مدل‏ هاي استفاده‌شده در بسياري از پروژه‏ هاي مهندسي رودخانه در دنيا‌ست. داده ‏هاي مورد نياز براي اين مدل مختص به نيروهاي كمي محرك و مقاوم‌كنندۀ كنارۀ رودخانه است كه فرايندهاي هيدروليك و ژئوتكنيك را كه روي بانك وارد مي‏شود كنترل مي‏كنند. داده‏ هاي مورد نياز شامل داده‏ هاي ژئومتري، هيدروليكي و ژئوتكنيكي است. اين داده ‏ها با نمونه ‏برداري، اندازه‏ گيري ميداني و بررسي آزمايشگاهي به‏ دست آمدند. نتايج مدل‏سازي در مقاطع بررسي‌شده نشان داد كه در مقايسۀ بين مقاطع داراي پوشش و فاقد پوشش تفاوت شايان توجهي از نظر پايداري مشاهده شده است. ميزان ضريب ايمني در مقاطع فاقد پوشش كمتر از 1 بوده است كه بيانگر ناپايداري كنارۀ رودخانه در اين مقاطع است. در ميان مقاطع داراي پوشش تنها مقطع 3 در رگبار 4 ‌ضريب ايمني كمتر از 1 داشته است كه از لحاظ ميزان پايداري، ناپايدار بوده است. مقايسۀ مقاطع بررسي‌شده از نظر فاكتور ايمني نشان داده‏اند كه ناپايدارترين بازه ‏ها به‌ترتيب مقاطع 5، 6، 8، 7، 3، 1، 4 و 2 بوده است. در مقايسۀ رگبارهاي مختلف نيز به‌ترتيب رگبارهاي 4، 2، 1 و 3 بيشترين تأثير را روي ناپايداري مقاطع نشان داده‏اند. نتايج آناليز حساسيت مدل نسبت به پارامترهاي ورودي نشان داد كه فاكتور ايمني بيشترين ميزان حساسيت را نسبت به ارتفاع جريان، تراز آب و چسبندگي بين ذرات به‌ترتيب با ضريب تغييرات 55، 17 و 10 درصد داشته است.

The Vital need for river management is understood and predict of bank erosion processes. Almost models will not be able to evaluate bank erosion,accurately. BSTEM model is the most usable model in many of river engineering projects in the world. Necessary data for this model are related to driving and resisting forces controlled by hydraulic and Geotechnical processes. These data include geometry, hydraulic and Geotechnical data that using of sampling, field measurements and laboratory test obtained. The results of this study showed that the regions with cover vegetation in comparison to theregion of cover vegetation without significant differences in sustainability observed. Safety factor in the regions without cover vegetation is less than 1 that river in this section is instable Among the region of without cover vegetation only section 3 (event 4) have shown a safety factor less than 1. Compare the sections of viewpoint safety factors have shown that sections 5, 6, 8, 7, 3, 1, 4, 2 were unstable, respectively. Compare the sections showed that the events of 4, 2, 1 and 3 have the most impact on sections usability, respectively.Results of the sensitivity analysis model to input parameters indicated that safety factor has the most sensitive to height, water level and cohesion between particles with a variation coefficient 55%, 17% and 10%, respectively.