کاربرد مدل mike3 در شبیه‌سازی جریان گل آلود در مخازن سدها (مطالعه موردی: مخزن سد سفیدرود)

یکی از عوامل رسوب گذاری مخازن سدها جریان های گل آلود است که با افزایش غلظت رسوبات معلق در رودخانه های ورودی، وارد مخازن سدها شده و ظرفیت آب مخازن و عمر مفید سدها را کاهش می دهند. گشودن دریچه های تحتانی سد روش متداول تخلیه این جریان ها می باشد. در انجام این عملیات اطلاع از نحوه حرکت و زمان رسیدن این جریان ها به بدنه سد در مدیریت بهینه زمان باز و بسته شدن دریچه ها نقش مهمی دارد. در این تحقیق، پیشروی جریان گل آلود در مخزن سد سفیدرود با مدل mike3 در حالت مش بندی نامنظم شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که با شروع سیلاب، اولین زبانه های جریان گل آلود از طریق شاخه شاهرود سریع تر به سد رسیده و زمان باز شدن دریچه ها را تعیین می کند و معیار واسنجی مدل در نظر گرفته شد. بررسی پروفیل غلظت رسوبات معلق در مقاطع عرضی نشان داد که حداکثر غلظت در عمق اتفاق می افتد و با پیشروی به سمت سطح آب کاهش می یابد و غلظت رسوبات در جریان گل آلود ورودی از طریق رودخانه های قزل اوزن و شاهرود به ترتیب kg/m3 10.11 و kg/m^3 12.52 می باشد و با رسیدن به سد تا kg/m^3 3.93 کاهش می یابد. نتایج پروفیل غلظت رسوبات معلق حاصل از مدل عددی با داده های میدانی در سه مقطع عرضی مقایسه شد و اعتبارسنجی مدل انجام گرفت. مقادیر بالای ضریب تبیین و مقادیر کم تر شاخص های خطا، نشان از توانایی مدل در شبیه سازی جریان گل آلود در مخزن سد سفیدرود دارد.

Application of Mike3 Model in the Simulation of Turbidity Current in the Reservoirs of Dams(Case Study: SefidRud Reservoir Dam)

The turbidity currents are one of agents in sedimentation of dam reservoirs which are entered in the reservoirs of dams through the increase in suspended sediments concentration in river flows. This process decreases water capacity of reservoirs and useful life of dams. Opening lower gates is a conventional method of this currents evacuation. To open the gates, having information about manner of movement and the arrival time to the dam body of these currents, plays an important role in optimal time management of the gates opening and closing. In this research, advancing the turbidity current in SefidRud reservoir dam was simulated by using Mike3 Model and an unstructured mesh. The results showed that after starting the flood, the first traces of turbidity currents reached the dam through the ShahRud branch and determined the exact opening of the dam lower gates and was considered as the calibration model. Investigation of suspended sediments concentration profile in crosssections showed that the maximum concentration is occurred in the depth and as moving towards the surface of water, decreases and the concentration of sediments in turbidity current entering from GezelOzan and Shahroud rivers is 10.11 kg/m3 and 12.52 kg/m3, respectively and by reaching the dam is decreased to 3.93 kg/m3. The results of suspended sediments concentration profile are compared with field data in three crosssections and the model validation was performed. High values of coefficient of determination and low values of error coefficients show the ability of model in simulation of turbidity current in SefidRud reservoir dam.