بررسی تغییرات الگوی رسوب‌گذاری جریان با ایجاد حلقه در مسیر رودخانه کارون در محدوده زرگان-فارسیات

مقدمه: تحقیق حاضر با هدف بررسی و تعیین تغییرات رسوب در رودخانه کارون، در منطقه زرگان-فارسیات با در نظر گرفتن شرایط موجود و زمان ایجاد حلقه انجام گرفته است. شبیه‌سازی رودخانه در فاصله حدود 75 کیلومتری در منطقه زرگان-فارسیات با استفاده از مدل hec-ras انجام شد. یکی از اصلی‌ترین و مهم‌ترین مسائل در بخش آب، تامین آب مورد نیاز و انتقال آن است. از عوامل کاهش دهنده راندمان انتقال، رسوب گذاری در کانال‌های انتقال آب و تاسیسات آبیاری است. علم شناخت رسوبات و کنترل آن‌ها برای متخصصان مهندسی آب امری ضروری است. بنابراین در این مطالعه به بررسی الگوی جریان و انتقال رسوبات در شبکه کانال‌های روباز پرداخته شده است. همچنین در این مطالعه به منظور تعیین تغییرات الگوی جریان و رسوب رودخانه کارون در شرایط موجود و زمان ایجاد لوپ بررسی گردید.پیشینه پژوهش: گیبسون و همکاران (2010) رودخانه cowlitz را با توجه به بستر متحرک مدل‌سازی کردند و از مدل hec-ras برای شبیه‌سازی استفاده کرد. آن‌ها مدل‌سازی را برای 20 مایل آخر رودخانه انجام دادند زیرا احتمال سیل به دلیل رسوب‌گذاری در این منطقه بیشتر بود. هدف از این مطالعه بررسی اثرات رسوب‌گذاری بر افزایش خطر سیل در بلندمدت بود. رابطه laursen-copeland در محاسبات رسوب مورد استفاده قرار گرفت زیرا رسوبات از ماسه بسیار ریز تا قلوه سنگ‌های بزرگ متغیر بودند. هم‌چنین بیان کردند که قابلیت افزودن اندازه ذرات بستر در 20 کلاس مختلف به مدل hec-ras در نسخه 4.1 اضافه شده است.مواد و روش‌ها: موقعیت جغرافیایی این تحقیق بر اساس سیستم جغرافیایی utm در حدود ’’33’22˚32 تا ’’32’45˚17 عرض شمالی و ’’40’22˚48 تا ’’48’57˚19 طول شرقی است. طول کل مسیر مورد مطالعه حدود 75 کیلومتر بین زرگان و فارسیات و شامل 155 مقطع عرضی و طول تقریبی پیچ و خم 13.4 کیلومتر است. به منظور شبیه‌سازی جریان هیدرولیکی و رسوب‌گذاری رودخانه توسط مدل hec-ras، اطلاعات هندسی (مقاطع، فاصله مقاطع از بخش کنترل پایین دست، ضریب زبری مانینگ و ضرایب باز و باریک شدن)، اطلاعات هیدرولیکی (اطلاعات جریان و سطح تراز در ایستگاه پایین) هواشناسی (دمای آب) و رسوبی (مربوط به دبی جریان-رسوب و دانه بندی رسوبات بستر) ضروری است.نتایج و بحث: به طور کلی می‌توان گفت که پس از تشکیل حلقه، فاصله بالادست (r1) رسوب‌گذاری آن از بالادست به پایین دست کاهش می‌یابد تا اینکه در دوشاخه رودخانه دچار فرسایش می‌شود و فاصله میانی (r2) از حالت فرسایش‌پذیر به حالت رسوبی تغییر می کند و فاصله پایین‌دست حلقه (r3) تقریباً بدون تغییر باقی می‌ماند و تمایل بسیار کمی به فرسایش نشان می‌دهد. نتیجه‌گیری کلی:قسمت میانی رودخانه کارون (r2) با ایجاد یک حلقه از فرسایش‌پذیر به رسوبی تبدیل می‌شود که دلیل تمایل رودخانه به رسوب‌گذاری در این بخش پس از ایجاد حلقه را دارد. هم‌چنین کاهش میزان ورودی جریان و در نتیجه آن کاهش سرعت جریان در این بخش، ناشی از تقسیم جریان دو شاخه رودخانه در بالادست این بخش است. به طور کلی می‌توان گفت که پس از ایجاد حلقه بازه بالادست (r1)، رسوب آن از بالادست به پایین دست کاهش می‌یابد تا اینکه در دوشاخه رودخانه دچار فرسایش می‌شود و فاصله میانی (r2) از فرسایش‌پذیر به رسوبی تبدیل می‌شود و فاصله حلقه پایه (r3) تقریباً بدون تغییر باقی می‌ماند و تمایل بسیار کمی به فرسایش پذیری دارد.

investigation of the changes in the stream sedimentation pattern by creating a loop in the karun river in the zargan-farsyat region

gibson et al. (2010) modeled the cowlitz river considering the moving bed and used the hec-ras model for simulation. they did the modeling for the last 20 miles of the river because the possibility of flooding due to sedimentation was higher in this area. the purpose of this study was to evaluate the effects of sedimentation on the increase of flood risk in the long term. the laursen-copeland relationship was used in the sediment calculations because the sediments ranged from very fine sand to large rubble. they also stated that the ability to add bed particle size in 20 different classes has been added to the hec-ras model in version 4.1. the geographic location of this research is based on the utm geographic system, around 33’22’32’ to 32’45’17 north latitude and 40’22’48’ to 48’57’19 east longitude. according to figure 1, the total length of the studied route is about 75 km between zargan and farsiat and includes 155 cross sections, and the approximate length of the meander is 13.4 km. in order to simulate the hydraulic flow and sedimentation of the river by hec-ras model, geometric information (cross sections, distance of sections from the downstream control section, manning’s roughness coefficient and opening and narrowing coefficients), hydraulic information (flow information and water level level at the lower station) meteorological (water temperature) and sedimentary (related to flow-sediment discharge and bed sediments granularity) is necessary. in general, it can be said that after the formation of the loop, the upstream interval (r1) of its sedimentation decreases from upstream to downstream until it undergoes erosion at the bifurcation of the river, and the middle interval (r2) changes from erodible to sedimentary and the interval downstream of the ring (r3) remains almost unchanged and shows very little tendency to erode. hec-ras model is used in this research. when using this software, the continuous flow series is divided into continuous flow segments based on flow and time variables. in general, it can be said that after creating the ring of the upstream interval (r1), its sedimentation decreases from upstream to downstream until it undergoes erosion at the bifurcation of the river, and the middle interval (r2) turns from erodible to sedimentary and the base ring interval (r3) remains almost unchanged and has a very little tendency to be erodible. the middle section of the karun river (r2) turns from erodible to sedimentary with the creation of a loop, which is the reason for the tendency of the river to deposit sediments in this section after the creation of the loop, reducing the amount of incoming flow and, as a result, reducing the speed the flow in this section is caused by the division of the flow due to the two branches of the river upstream of this section.