پیش بینی میزان رسوب‌ ورودی به مخزن سد شیرین دره به کمک مدل hec-ras

رسوب‌گذاری در مخازن سد ها سبب کاهش ظرفیت و عمر آن ها می شود. تخمین میزان رسوب‌گذاری می تواند کمک موثری در مدیریت و طراحی ظرفیت مفید مخازن سدها کند. در تحقیق حاضر ارزیابی روند رسوب‌گذاری مخزن سد شیرین دره، که در 65 کیلومتری شمال شرقی شهرستان بجنورد واقع شده است، مورد بررسی قرار گرفت. این سد از نوع سد خاکی با هسته رسی است و حجم اولیه مخزن در تراز نرمال بهره برداری 91.5 میلیون متر مکعب است. از مدل ریاضی hecras4.1 به دلیل قابلیت شبیه سازی جریان و انتقال رسوب استفاده شد. از داده های هیدروگرافی سال های 1391 و 1396 مخزن سد شیرین دره، برای واسنجی مدل استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با معادلات مختلف انتقال رسوب ( لارسن، انگلوند هانسن، ایکرز وایت، توفالتی، یانگ، میر پیتر مولر، ویلکاک) نشان داد، استفاده از معادله لارسن (1958) به‌عنوان معادله انتقال رسوب، معادله روبی به‌عنوان معادله سرعت سقوط ذرات، روش مرتب‌سازی مصالح بستر با مدل اکسنر5 و همچنین استفاده از ضریب زبری برابر با 0.035، تطابق خوبی بین داده های اندازه گیری شده و نتایج حاصل از شبیه سازی مدل وجود دارد. همچنین نتایج شبیه سازی برای مدت‌زمان 100 سال آینده نشان داد که دراین مدت تقریبا 73.2 میلیون مترمکعب رسوب در مخزن انباشت خواهد شد که آن معادل با حدود 80 درصد از حجم اولیه مخزن خواهد بود. به عبارتی به‌طور متوسط، سالانه حدود 0.8درصد از حجم مخزن در اثر رسوب گذاری از دست می رود.

Prediction of Input Sediment to the Shirin-Darreh Dam Reservoir Using HEC-RAS Numerical Model

Sedimentationin reduced the capacity and useable life of reserivors. Estimation of reservoir sedimentation rate can help us to proper management of designed useful capacity. In the present study, the sedimentation process of ShirinDare dam, which is located 65 km form the northeast of Bojnord city, was investigated. It is an earth dam with clay core and the initial volume of the reservoir at normal water level is 91.5 million cubic meters (MCM). The numerical model HECRAS4.1 was used to simulate flow and sediment transport. The hydrographic data of the ShirinDare reservoir at 2012 and 2017 was used for calibration of the model. The results of simulation with different sediment transport equations such as Laursen, Engelund and Hansen , Ackers and White, Toffaleti , Yang, MeyerPeter and Muller, and Wilcock showed that using Larsen equation (1958) as a sediment transport equation, Ruby equation as fall velocity equation, substrate sorting method with Exner 5 and also using the Manning coefficient of roughness 0.0035, there is a good match between the measured data and the results of the implementation of the HECRAS model. Also, simulation results for the next 100 years showed approximately 73.2 million cubic meters of sediment will enter the reservoir, which will be about 80 percent of the initial volume of the reservoir. On average, about 0.8% of the volume of the reservoir is lost annually due to sedimentation.