تعیین دانه‌بندی مصالح سطحی آبراهه‌ها در دو حالت خشک و تر با استفاده از فناوری پردازش تصویر (مطالعۀ موردی: رودخانۀ سیرچ کرمان)

با توجه به نیاز مبرم مطالعات مهندسی هیدرولیک به تعیین اندازۀ رسوبات سطحی و در معرض جریان بستر، و با توجه به مشکلات بسیار در تعیین آنها با روش‌های اندازه‌گیری دستی و آزمون‌های دانه‌بندی با الک در آزمایشگاه، در تحقیق حاضر الگوریتمی توسعه داده شده ­است که می‌تواند با تهیۀ تعدادی تصویر از بستر حین بازدید میدانی و تهیۀ اطلاعات کاربری اراضی، کمک شایانی به سهولت مطالعه، تسریع روند آن و افزایش دقت مدل­سازی کند. برای بررسی صحت و دقت این الگوریتم در مقابل روش دانه‌بندی مرسوم مکانیک خاک، از چهار دوربین دیجیتال مختلف (با قدرت تفکیک 6، 10، 1/12 و 14 مگاپیکسل) و دو اندازه قاب تصویر مربعی (به ابعاد 5/0 و 1 متر) هم در شرایط خشک و هم در شرایط جریان ناچیز آب، در بازه‌ای 5 کیلومتری از مسیر رودخانۀ سیرچ در شمال شرق کرمان برای تصویربرداری و نمونه‌برداری رسوب استفاده شد. نتایج به­دست آمده در بستر خشک نشان می­دهد که دوربین‌های با توان تفکیک بالا کمترین میزان خطا را در برآورد قطر متوسط مصالح دارند. هرچند به­علت یکنواخت بودن ذرات بستر، عملکرد دوربین‌های 6 و 14 مگاپیکسلی ( با حداکثر میزان اختلاف در برآورد قطر متوسط کمتر از 12 درصد) نیز قابل قبول است. دوربین‌های 1/12 و 10 مگاپیکسل نیز به­ترتیب کمترین خطا را در برآورد حداکثر قطر ذرات به­دست داده‌اند. در بسترهای تر، محاسبات حاکی از آن است که نتایج حاصل از پردازش تصویرهای به­دست آمده از دوربین با توان تفکیک پایین 6 مگاپیکسلی، اختلاف زیادی با دیگر دوربین­ها، خصوصاً در توزیع منحنی دانه­بندی و نیز مشخصات آماری ذرات بستر، دارد. بررسی مشخصات آماری روی توزیع دانه­بندی مصالح سطحی بستر رودخانه نشان می­دهد که قطر متوسط، قطر حداکثر و انحراف از معیار ذرات به­دست آمده از دوربین با توان تفکیک 10 مگاپیکسل بیشتر از آنهایی است که از دیگر دوربین­ها به­دست ­آمده است. در یک جمع­بندی کلی می­توان گفت که ارتباط مستقیمی بین پارامترهای ابعاد تصویر (فریم)، قدرت تفکیک دوربین و فاصلۀ آن از بستر آبراهه وجود دارد و با کاهش قدرت تفکیک دوربین در یک فریم ثابت، حتماً باید فاصلۀ دوربین نسبت به بستر آبراهه افزایش یابد و برعکس. نتایج همچنین نشان می­دهد که در آبراهه‌های دارای توزیع دانه‌بندی نسبتاً یکنواخت، می‌توان از هر دوربینی استفاده کرد. اما در آبراهه‌های دارای بستر درشت‌دانه یا ریزدانه بهتر است  از دوربین‌های با توان تفکیک به‌ترتیب پایین و بالا استفاده کرد.