بررسی هیدرولیک رسوب در مخازن سدها

مسئله رسوبگذاری و آب بردگی در مسیر طبیعی رودخانه ها یکی از مهمترین بخش های مطالعاتی منابع آب و خاک بشمار می رود. آب بردگی یا فرسایش از یک سو باعث از دست رفتن میلیون ها تن از خاک گرانبهای زراعی شده و از سوی دیگر در پل ها و دیگر سازه های آبی مشکلات پایداری شیب بوجود می آورد و از طرفی رسوبگذاری و انباشت مواد معلق رودخانه ها در سازه های ذخیره کننده آب همانند مخازن سدهای انحرافی و ذخیره ای باعث تقلیل عمر مفید اینگونه سازه ها شده و مشکلاتی را در عملکرد صحیح تأسیسات خروجی آن ها بوجود می آورد. فرایند تغییرات جریان و حرکت آب و رسوب بطور همزمان در رودخانه های حوزه های آبریز خشک و نیمه خشک، پدیده بسیار پیچیده ای است. کشور ایران یکی از کشورهای در حال توسعه است که مانند سایر کشورهای در حال توسعه با نابسامانی هایی در مدیریت حوزه های آبریز خود روبرو است. علاوه بر این، ایران در منطقه نیمه خشک جهان واقع است. بنابراین مجموع عوامل طبیعی و عوامل انسانی باعث می شوند که کشور ما خسارات و صدمات زیادی را به لحاظ فرسایش خاک و تبعات آن متحمل می شود. از این رو بمنظور پیش بینی وضعیت رودخانه های حوزه های ایران در مواقع بحرانی و بررسی پارامترهای مهم هیدرولیکی آن ها، باید از روش های شبیه سازی توسط مدل های ریاضی استفاده گردد. در این تحقیق جهت شبیه سازی حوزه مورد مطالعه، مدل hec-ras انتخاب شده است که یکی از مدل های متداول در این زمینه محسوب می شود. این مدل قابلیت آنالیز جریان رودخانه را در دو حالت دائمی و غیر دائمی در رژیم های فوق بحرانی، زیر بحرانی و رژیم مختلط دارا می باشد. در این پایان نامه از نسخه 4.0 beta این نرم افزار استفاده شده است که قابلیت انجام محاسبات رسوب ناشی از فرسایش و رسوبگذاری انجام گرفته در طی دوره های زمانی محدود و آنالیز کیفی آب را نیز را دارا است. در این مطالعه سعی بر آن شده است که با استفاده از مدل hec-ras نسخه 4.0 beta مقدار بار رسوبی وارده به مخزن سد فرخی واقع در استان خراسان جنوبی با استفاده از آمار و داده های ارائه شده توسط مجری طرح یعنی شرکت آب منطقه ای استان، محاسبه شود. پس از مرور کلی بر تعاریف اولیه رسوب و روش های متداول در محاسبه انتقال و توزیع رسوب در مخازن سدها، معادلات حاکم بر سیستم مدل سازی و انواع روش های محاسباتی آن بررسی شده و سپس روند شبیه سازی و انتخاب روش محاسباتی مناسب با توجه به شرایط حوزه مورد مطالعه انجام میگیرد. و در پایان نتایج شبیه سازی در غالب نمودارهای پارامترهای هیدرولیکی مهم و نمودارهای سری زمانی و مکانی رسوب مورد بحث قرار می گیرند و با استفاده از نمودار های سری زمانی رسوب، مقدار رسوب وارده به مخزن سد فرخی محاسبه می شود.