مقاله رایگان با موضوع رودخانه ها، مدل ریاضی

3-3-3-3- مقاطع عرضي رودخانه
اطلاعات مقاطع رودخانه در بخش هيدروديناميكي مدل مورد نياز مي باشد. محدوده در اين تحقيق حدوداً 110 كيلومتر مي باشد و اطلاعات 378 مقطع رودخانه از سازمان آب و برق خوزستان تهيه گرديده است (190 مقطع در محدوده شهر اهواز ) .در شكل (3-6) مقطع شماره انتهايي ( مرز پايين دست ) و در شكل (3-4) مقطع ابتدايي (مرز بالادست) در محدوده طرح براي نمونه نشان داده شده است.
در مدل رياضي HEC-RAS4 مقاطع عرضي رودخانه از پايين دست وارد مي گردد (آخرين مقطع در رودخانه كارون ايستگاه فارسيات به عنوان اولين مقطع در مدل رياضي معرفي مي شود ) . و فاصله بين مقاطع فاصله غيرتجمعي و به واحد متر مي باشد. مختصات نقاط مقطع كه مبداء آنها اولين نقطه سمت چپ مقطع مي باشد، به مدل معرفي مي گردد، نقاط به شكل رقوم – فاصله مي باشد كه براي كليه نقاط بايد سطح مقايسه اي انتخاب شود و در اين تحقيق سطح آزاد دريا در نظر گرفته شده است.

شکل ( 3 – 4 ) : شکل مقطع بالادست محدوده مورد مطالعه ( ایستگاه ملاثانی )
شکل ( 3 – 5 ) : شکل مقطع محدوده مورد مطالعه ( ایستگاه اهواز )

شکل ( 3 – 6 ) : شکل مقطع محدوده پایین دست مورد مطالعه ( ایستگاه فارسیات )
3-3-3-4- اطلاعات مربوط به پل هاي محدوده تحقيق
هدف از مدل سازي عبور جريان از پل ها ، تعيين مقدار افت و افزايش تراز سطح آب در اثر وجود سازه پل و همچنين برگشت آب به بالادست و نهايتاً بررسي مرفولوژي بازه مورد تحقيق در حالت وجود سازه هاي عرضي (پل ها ) مي باشد. براي اين منظور ابتدا موقعيت مقاطع در بالادست و پايين دست پل در مرحله تهيه مقاطع مشخص مي گردد و محدوده شبيه سازي می شود. در مدل سازی به صورت جریان کم ، هیدرولیک جریان همانند عبور جریان از یک تنگ شدگی در آبراهه می باشد و از رابطه انرژی ، مشخصات جریان و افت سطح آب و از رابطه اندازه حرکت نیروی وارد بر کناره ها ، تکیه گاه ها و پایه های پل به دست می آید. در مجموع نه پل بر روی رودخانه کارون در شهر اهواز احداث شده اند که ابتدا پل سوم و در انتها پل فولاد می باشد . شکل (3-7) پلهای برداشت شده جهت معرفی در محیط HEC-RAS را نشان می دهد. شایان ذکر است پایه های پل راه آهن (پل سیاه ) به دلیل شرایط هیدرولیکی قوی جریان و پل هشتم به دلیل عدم تاثیر بر شرایط هیدرولیکی و رسوب جریان ( به خاطر تعداد پایه های بسیار کم آن در بستر رودخانه ( دوپایه ) و شکل دوکی شکل پایه ها ) برداشت نشدند.

شکل ( 3 – 7 ) : پل های برداشت شده جهت معرفی در محیط HEC – RAS
3-3-4- اطلاعات مربوط به رسوب
در این قسمت اطلاعات مربوط به بار رسوب ورودی ، دانه بندی رسوبات بستر ، ظرفیت انتقال رسوب و اطلاعات راجع به مشخصات رسوب از قبیل وزن مخصوص مواد معلق ، وزن مخصوص مواد ته نشین شده و تحکیم یافته به مدل ریاضی معرفی می گردد. با توجه به اینکه دانه های رسوب حمل شده در رودخانه ها با اقطار مختلف می باشد و رفتار ذرات درشت با رفتار ذرات ریز متفاوت است و برای هر کدام تئوری مخصوص به خود لازم دارد ، لذا سه گروه در برنامه4 HEC-RAS جهت معرفی ذرات حمل شده منظور گردیده که شامل رس ، لای و ماسه و شن می باشد.
3-3-4-1- دانه بندی رسوبات بستر
دانه بندی ذرات بستر برای مقاطع مختلف در قسمت Sed به مدل ریاضی4 HEC-RAS معرفی می گردد. در قسمت Sed، شماره مقطع و نمودار دانه بندی بصورت کامل شامل قطر بزرگترین ذره موجود در مقطع ، قطر ذرات موجود ودرصد ذرات ریزتر معرفی می گردد. دانه بندی سواحل سمت چپ و راست برای مقاطع رودخانه تهیه و ارائه گردیده است . همچنین برای مقاطعی که نمودار دانه بندی آن تهیه نگردیده ، برنامه 4HEC-RAS توسط گرفتن میانگیری خطی بین مقطع قبلی و مقطع بعدی ، دانه بندی ذرات آن مقاطع را محاسبه می کند.
3-3-4-2- طبقه بندی ذرات رسوب
ذرات رسوبی ورودی ، حمل شده و تشکیل دهنده بستر در سه گروه تقسیم گردیده که هرکدام از
قسمت ها ، تئوری و وزن مخصوص خود را دارد . در جدول (3-3) طبقه بندی ذرات رسوبی ارائه گردیده است.
جدول ( 3 – 3 ) : طبقه بندی و کلاس بندی مصالح رسوب
ردیف طبقه بندی مصالح رسوبی کارت تعریف کلاس بندی ذرات قطر ذرات
( mm ) اصطلاح
1 رس Clay 12 یک کلاس فقط 0.004 Clay
2 لای Silt 13 لای خیلی ریز 0.004 – 0.008 Very fine silt