پیش بینی پاسخ مورفولوژیک رودخانه به احداث سد با استفاده از تئوری های حدی

مهار رودخانه ها از مهم ترین عوامل به وجود آمدن و گسترش تمدن ها بوده است. استفاده از سد جهت محقق ساختن این هدف، قدمت چند هزار ساله دارد. از طرفی، رودخانه به عنوان بستر ساخت سد، یک سیستم پیچیده و پویاست که از اجزای متعددی تشکیل شده و همه این اجزا درشرایط حاکم برآن موثرند. به علت ممانعتی که سد برای حرکت آزادانه آب و رسوبات موجود در آن ایجاد می کند، باعث ایجاد تغییر شرایط این سیستم می شود. تاکنون شواهد متعددی از اثرات احداث سد بر تغییر مورفولوژی رودخانه در پایین دست آن مشاهده شده است. با این وجود، کمبود روش های تحلیلی که بتوانند این تغییرات را به صورت کمی برای یک رودخانه خاص پیش بینی کنند، محسوس است. در این پایان نامه مدلی مفهومی- تحلیلی برای پیش بینی پاسخ رودخانه به احداث سد پیشنهاد می گردد. این مدل از دو جزء تشکیل شده است؛ مدل مفهومی وضعیت سیستم رودخانه و مدل تحلیلی پیش بینی هندسه پایدار مقطع. بر اساس مدل مفهومی وضعیت سیستم رودخانه، مقایسه حالت تعادلی و پایدار رودخانه قبل و بعد از احداث سد، می تواند به عنوان معیاری برای ارزیابی اثر مورفولوژیک احداث سد بر رودخانه باشد. در تحقیق پیش رو، این حالات پایدار به وسیله ی مدل تحلیلی پیش بینی هندسه پایدار مقطع محاسبه می شوند. با استفاده از مدل تحلیلی فوق الذکر، سیستمی از معادلات، مجهولات و متغیر های مستقل ورودی (دبی، شیب و متوسط اندازه مصالح بستر) حل می گردد. از طرفی، به علت کمبود معادلات مورد نیاز برای حل سیستم مذکور، از تئوری های حدی استفاده می شود. بر اساس این تئوری ها، رفتار رودخانه در جهت بهینه سازی پارامتر مورفولوژیک خاصی توجیه می شود. در این تحقیق بر خلاف پژوهش های پیشین، چند تئوری حدی به صورت هم زمان مورد استفاده قرار می گیرند. به این صورت که با بهره گرفتن از یک روش بهینه سازی چند هدفه، منحنی بهینه ای به دست می آید که حالت پایدار رودخانه بر روی آن واقع می شود. پس از صحت سنجی منحنی بهینه به دست آمده توسط داده های آزمایشگاهی یک کانال آبرفتی، با مقایسه منحنی بهینه قبل و بعد از احداث سد، معیاری به نام "شاخص تغییر" جهت ارزیابی اثرات مرفولوژِیک سد بر رودخانه پیشنهاد می گردد که در نهایت عملکرد این شاخص در پیش بینی اثر احداث سد بر رودخانه کارون بررسی شده و نتایج قابل قبولی ارائه می شود.