بررسی اثرات برداشت مصالح از بستر رودخانه بر شرایط هیدورلیکی و سازه های متقاطع با استفاده از مدل ریاضی (مطالعه موردی: رودخانه تالار)

رشد اقتصادی جهانی در نیمه دوم قرن گذشته، نیاز به مواد خام برای تهیه زیر ساخت ها داشت. شن و ماسه، برخی از این مواد بودند. استخراج آن ها از سامانه رودخانه (بستر رودخانه، تراس های رودخانه ای، و ...) بسیار ساده تر از معادن سنگ است. علاوه بر این، به طور کلی مواد آبرفتی به دلیل فرایند ساییدگی که سبب جدا شدن ذرات ریز دانه از درشت دانه می شود، معمولاً دارای کیفیت بهتری از سایر منابع هستند (کاندولف، 1994آ). نتیجه این ویژگی های سودمند این است که برداشت مصالح رودخانه ای، به یک پدیده گسترده در سراسر جهان تبدیل شده است. آثار به جا مانده از این برداشت در رودخانه ها باعث می شود که شکل بستر و رژیم رودخانه دچار تغییر گردد. میزان این اثرات و نحوه آن بستگی به مقدار برداشت ها دارد. چنانچه این برداشت از حد معینی تجاوز نماید، آثار سوء جبران ناپذیری بر شکل بستر رودخانه برجای خواهد گذاشت. حفره های برداشت در بستر رودخانه ها ماحصل این برداشت هستند که روی فرایندهای فرسایش و رسوب گذاری رودخانه اثر می گذارد که این امر موجب بروز آثار زیان باری همچون تشدید عوامل رخداد سیلاب، تخریب سازه های تقاطعی و تخریب محیط زیست در رودخانه ها گردیده است. رودخانه تالار از بخش های شمالی رشته کوه های البرز سرچشمه می گیرد و از شاخه های متعددی تشکیل شده و جهت جریان عمومی آن نیز از جنوب به شمال می باشد که پس از گذر از غرب قائم شهر و روستای عرب خیل به دریای خزر می ریزد. این رودخانه با مشکل سیلاب متناوب روبرو می باشد، ولی مسئله اصلی که در این رودخانه مشکلات فراوانی را ایجاد کرده است، برداشت بی رویه مصالح شن و ماسه است. در این پژوهش با استفاده از توانایی مدل hec-ras، arc gis و الحاقیه hec-georas، سناریوهای مختلفی برای مدل سازی برداشت تعریف شد. در این سناریوها تأثیر حالت های مختلف برداشت از کناره ها و بستر رودخانه بر شرایط هیدرولیکی و سازه های پل مورد بررسی قرار گرفت.پس از شبیه سازی، با بررسی پارامترهای هیدرولیکی جریان نظیر سرعت، عمق، تنش برشی و تغییرات بستر، بهترین مکان برای حفر گودال های برداشت، به طوری که کمترین تأثیر را روی سازه های متقاطع داشته باشند پیشنهاد گردید. با توجه به نتایج بیشترین مقدار برداشت در فروردین ماه مجاز است و بهتر است در شهریور ماه برداشت صورت نگیرد. به طور کلی بازه مورد مطالعه در حال فرسایش است و برداشت از بستر رودخانه سبب پایین افتادگی بستر در اطراف پل ها می شود، به طوری که بیشترین عمق پایین افتادگی اطراف پل در اثر حفره ایجاد شده در بالادست رخ داده فاصله کمتری نسبت به پل دارد. در نهایت پهنه سیلابی در دو حالت وجود حفره های برداشت و عدم وجود آنها مورد ارزیابی قرار گرفت که نشان داد پهنه سیل کلی برای دوره بازگشت 25 ساله تا 10/16 درصد و برای دوره بازگشت 50 ساله 21/13 درصد نسبت به قبل از برداشت افزایش داشته است.