تأثیر کمی رسوب بر ظرفیت انتقال در بازه های مستقیم رودخانه های ماسه ای

چکیده: در این تحقیق یک مطالعه آزمایشگاهی با هدف بررسی چگونگی نحوه پاسخ آبراهه های ماسه ای به تغییرات دبی جریان و رسوب در آزمایشگاه هیدرولیک موسسه تحقیقات آب انجام گردیده است. شایان ذکر است با توجه به اهداف مورد نظر در این پژوهش، برای دو نمونه مصالح ماسه ای درشت دانه، آزمایش ها در دو حالت کلی جریان آب ماندگار و جریان آب غیرماندگار برنامه ریزی و انجام شده اند و برای هر دو حالت، تمامی آزمایش ها با مدلسازی جریان بدون رسوب (زلال) و جریان همراه با تزریق رسوب انجام شده اند. نتایج آزمایش های حالت ماندگار نشانگر این امر بودند که با افزایش نرخ تزریق رسوب در آبراهه، نرخ تغییرات عرض و عمق نسبت به زمان، در مقایسه با حالت بدون رسوب آهنگ سریعتری پیدا می کنند. به ازای یک نرخ رسوب ثابت، ابعاد عمق پایدار متناظر با افزایش دبی جریان، افزایش یافته است در حالیکه نرخ تغییرات عرض آبراهه آهنگ کندتری نسبت به نرخ تغییرات عمق دارد. به همین ترتیب، به ازای یک دبی ثابت، با افزایش نرخ رسوب تزریق شده، ابعاد عمق پایدار کاهش و متناظر با آن عرض پایدار افزایش می یافت. شکل هندسی کناره در فرآیند عریض شدن کانال، تقریباً هندسه مشخصی را حفظ کرده و از یک تابع نمائی تبعیت می کند. نهایتاً با تحلیل آماری داده های مشاهداتی عرض و عمق پایدار و به کمک معادله توان واحد جریان توسعه یافته، معادلات جدیدی برای تخمین ابعاد رژیم رودخانه های ماسه ای استنتاج شد که دقت آنها در مقایسه با سایر معادلات رژیم موجود، کاملاً مطلوب و قابل قبول هستند. نتایج آزمایش های حالت غیرماندگار نیز موید این امر بودند که با توجه به نحوه پاسخ آبراهه ماسه ای به تغییرات هیدروگراف جریان و رسوب، اندازه دبی پیک سیلاب نقش عمده ای در فرسایش کناره دارد و همچنین قسمت عمده فرسایش کناره متناظر با زمان فروکش کردن دبی سیلابی در آبراهه و به عبارت دیگر بازوی پائین رونده هیدروگراف رخ می دهد که این نتایج با مشاهدات صحرایی گزارش شده توسط سایر محققین تطابق دارد. نکته دیگر اینکه مقایسه کلی نمودارهای حالت آب زلال و حالت های مختلف تزریق رسوب موید این امر است که نرخ ترازافزایی بستر و فرسایش کناره (تعریض مقطع) در حالت همراه با تزریق رسوب به طور قابل ملاحظه افزایش می یابد، البته نرخ ترازافزایی بستر آهنگ تندتری نسبت به نرخ فرسایش کناره دارد. مقایسه منحنی های سنجه رسوب پاسخ حوضه (ورودی از بالادست) و پاسخ آبراهه نیز نشانگر این حقیقت بودند که در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی، منحنی سنجه رسوب پاسخ آبراهه الزاماً از منحنی سنجه رسوب حوضه تبعیت نمی کند. نهایتاً به ازای یک هیدروگراف ثابت سیل، تزریق رسوب مطابق منحنی چوله به راست (چولگی منفی) باعث بزرگتر شدن عرض مقطع نسبت به سایر حالات تزریق رسوب می گردد.