شبیه سازی عددی میدان جریان غیر دائم و انتقال رسوب غیر تعادلی در قوس رودخانه (مطالعه موردی رودخانه ی کارون)

جریان سیال و انتقال رسوب در رودخانه ها یک پدیده 3 بعدی می باشد. هرچند که شبیه سازی 3 بعدی پدیده ها از اطمینان بیش تری بر خوردار است، اما مدل های 3 بعدی زمان بر است، لذا مدل های 1 بعدی و 2 بعدی با ساده سازی هایی مثل متوسط گیری در عرض و یا متوسط گیری در عمق مورد توجه قرار گرفته است تا ضمن حصول دقت مناسب از حجم محاسبات لازم برای رسیدن به جواب نهایی کاسته شود. در این مقاله؛ الگوی جریان و انتقال رسوب غیر یکنواخت در دو قوس 180 درجه تند در رودخانه کارون به صورت دو بعدی متوسط گیری شده در عمق در حالت غیر تعادلی حد فاصل سال های 1375 الی 1381 مدل سازی شده است. حل معادلات به روش المان محدود پیشرفته و بر مبنای قابلیت های مدل cche2d انجام گرفته و برای مدلسازی آشفتگی از مدل k -3 استفاده شده است. نتایج خروجی از مدل نشان می دهد که مدل cche2d توانسته است بدرستی الگوی جریان و تغییرات بستر در این بازه از رودخانه ی کارون را شبیه سازی نماید. شبیه سازی الگوی جریان در بازه ی زمانی سال های 1375 الی 1381 نشان می دهد که بیشینه سرعت در خروجی قوس ابتدایی و انتهایی به مقدار 1،03 متر بر ثانیه ناشی از کاهش مقطع عرضی رودخانه می باشد.همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی انتقال رسوب نشان می دهد که روش فن راین (1984) برای تعیین طول تطبیق بار بستر و روش وی (1999) برای تعیین فاکتور تطبیق بار معلق دارای بهترین نتایج در شبیه سازی انتقال رسوب در بازه ی مورد بررسی می باشد.الگوی رسوب گذاری در ناحیه ی مورد بررسی شامل ، رسوب گذاری در کرانه داخلی قوس اول و دوم می باشد که این امر با توجه به اثر ترکیبی جریان اصلی و جریانحلزونی قابل توجیه می باشد. همچنین در حد فاصل دو قوس نیز شاهد افزایش تراز در کرانه های داخلی می باشیم که این امربه علت واگرایی خطوط جریان در خط القعر می باشد. به طور کلی الگوی رسوب گذاری پیش بینی شده در ناحیه ی موردبررسی می بایستی باعث مهاجرت رودخانه به سمت چپ در پلان گردد که این روند مهاجرتی با عکس های ماهواره ای همخوانیدارد. میانگین خطا ی مدل سازی در پیش بینی تغییرات بستر بین 11،04 الی 68،07 درصد می باشد .

Numerical simulations of unsteady flow field and nonuniform and nonequilibrium sediment transport in river bend

Flow in river usually has a 3 dimensional character. While 3 dimensional flow simulations is time consuming process, enhanced 2D numerical modeling with depth and width averaged are introduced. In this article using field data, numerical simulation of unsteady flow field and nonuniform and nonequilibrium sediment transport in one reach of Karon River with length of 5.2 km for duration more than 6 years is performed using CCHE2D numerical model. Numerical outputs clearly demonstrate that CCHE2D numerical model can predict flow field in the study area. also the flow field analysis clearly demonstrate that high shear stress and high velocity has different zonal location and sediment transport analysis shows that van Raijn (1984) formula for adaptation length for bed load and Wee (1999) formula for adaptation factor for suspended load can better predict the bed change in the study area with good accuracy. Moreover the software accuracy for bed change varies between 11.045% to 68.07% in the study area.