تعمیم روش ون راین برای برآورد مشخصات شکل های بستر رودخانه های درشت دانه (مطالعه موردی: بابلرود، بهشت آباد و کاج)

بستر رودخانه به ندرت دارای سطحی مسطح است و ساختار آن معمولاً به صورت عوارضی با مشخصات هندسی است که به آن ها شکل های بستر می گویند. اگرچه ابعاد این شکل های بستر به عنوان تابع پیچیده ای از پارامترهای رسوبی و هیدرولیکی در نظر گرفته می شوند، با این حال مطالعات زیادی انجام شده که رابطه ای بین ابعاد شکل های بستر و مشخصات جریان ارائه می کند. از میان روش های پیش بینی ابعاد شکل های بستر، روش ون راین به طور گسترده ای برای تعیین ارتفاع و طول شکل های بستر مورد استفاده قرار می گیرد. روش ون راین بر اساس داده های آزمایشگاهی و صحرایی با اندازه ذرات بستر بین 19/0 تا 6/3 میلی متر ارائه شده است. هدف انجام این مطالعه تعمیم روش ون راین در سه رودخانه درشت دانه (بابلرود در شمال و بهشت آباد و کاج در مرکز ایران) با اندازه ذرات بستر بین 21 تا 38 میلی متر است. شش بازه مستقیم با مجموع طول 463 متر، عرض متوسط 23 متر و 22 مقطع عرضی برای اندازه گیری پارامترهای هیدرولیکی انتخاب شده. همچنین 128 پروفیل سرعت با استفاده از دستگاه مولینه و 5 پروفیل با دستگاه adv برداشت شده اند. از روش میانگین گیری دوگانه نیز برای محاسبه مقداری واحد برای پارامترهای هیدرولیکی هر شکل بستر استفاده شده است. برای تشریح بیشتر تفاوت مطالعه حاضر با مطالعه ون راین، از دستگاه adv و آنالیز کوادرانت نیز برای بازه برداشت شده در رودخانه کاج استفاده شده است. همچنین برای اندازه گیری پارامتر انتقالی در روش ون راین، از روش مشخصات لایه مرزی برای تعیین تنش برشی استفاده شده. به منظور تعیین ابعاد شکل های بستر، 15266 نقطه با تراکم 2/1 نقطه در هر متر مربع از بستر رودخانه با شبکه بندی با اندازه های 5/0*5/0 متر مربع، 1*1 متر مربع و 2*1 متر مربع نقشه بردای شد. ون راین برای بستر مسطح مقادیر مثبت و کم پارامتر انتقالی را در نظر گرفته است در حالی که برای سه رودخانه انتخاب شده این پارامتر دارای مقدار منفی است که نشان می دهد شکل های بستر در شرایط بیشتر جریان نسبت به شرایط ون راین تشکیل شده اند. پیش بینی پارامترهای جریان با استفاده از روش ون راین نشان می دهد که برای رودخانه بابلرود، عمق جریان باید در محدوده 2 متر تا 7 متر تغییر کند، اگرچه سواحل این رودخانه این موضوع را تأیید نمی کنند. با توجه به داده های صحرایی برداشت شده از رودخانه بابلرود، تراز بستر این رودخانه در یک بازه زمانی 80 روزه دارای نوسان است که این امر نشان می دهد مشخصات هندسی شکل های بستر در فصول مختلف سال تشکیل شده اند. برای رودخانه بهشت آباد، وجود پوشش گیاهی و مکانیزم متفاوت تشکیل شکل های بستر باعث می شود نتوان از روش ون راین در این رودخانه استفاده کرد. استفاده از داده های برداشت شده از رودخانه های بابلرود و بهشت آباد برای محاسبه پارامتر انتقالی نشان می دهد پیش بینی مسطح بودن یا وجود شکل های بستر با استفاده از روش ون راین امکان پذیر نبوده و این روش ابعاد شکل های بستر را به درستی پیش بینی نمی کند که این امر نشان می دهد برای تعمیم روش ون راین در این دو نوع رودخانه های درشت دانه مطالعات بیشتری باید انجام شود. هرچند برای رودخانه کاج مکانیزم تشکیل شکل های بستر مانند رودخانه های شنی است، بنابراین روش رون راین می تواند به خوبی ابعاد شکل های بستر این رودخانه را پیش بینی کند.