بررسی کارایی مدل عددی cche2d در مدل ‌سازی جریان و رسوب (مطالعه موردی: رودخانه کارون)

با توجه به پیچیدگی پدیده‌های هیدرولیکی و رسوبی در رودخانه‌ها، امکان حل معادلات حاکم به روش‌های تحلیلی ممکن نیست و معمولاً از روش‌های عددی استفاده می‌شود. هدف از مطالعه حاضر شبیه‌سازی هیدرولیک جریان و رسوب با نرم‌افزارcche2d در رودخانه کارون در بازه ملاثانی تا فارسیات است. در این مطالعه تاثیر ابعاد مش‌بندی و مدل‌های مختلف تلاطم بر دقت مدل‌سازی هیدرودینامیک جریان و نیز اثر معادلات مختلف رسوب بر روی تغییرات بستر رودخانه با استفاده از مدل cche2d موردبررسی قرار گرفته شده است. محدوده طرح موردمطالعه حدود 110 کیلومتر بوده که سه ایستگاه هیدرومتری در این بازه از رودخانه کارون قرارگرفته‌اند. ایستگاه‌های ملاثانی و فارسیات به‌عنوان شرایط مرزی در بالادست و پایین‌دست در نظر گرفته شدند و ایستگاه اهواز به‌عنوان ایستگاه شاهد جهت صحت‌سنجی مدل مورداستفاده قرار گرفت. شبیه‌سازی‌های صورت گرفته با استفاده از مدل cche2d نشان می‌دهد که توزیع لزجت گردابی در مئاندرها شدت بیشتری داشته که می‌تواند بر روند فرسایشی قوس خارجی، اثر مستقیم داشته باشد. بر اساس بررسی‌های انجام‌شده، حداکثر فرسایش و رسوب‌گذاری صورت گرفته در بالادست ایستگاه هیدرومتری اهواز و در محدوده‌های مئاندری رودخانه است. شدت فرسایش در بازه پایین‌دست ایستگاه اهواز به طرز چشمگیری کاهش داشته است. یکی از مهم‌ترین دلایل این مسئله کم بودن شیب بستر رودخانه در پایین‌دست رودخانه است. روند محاسبات، توزیع و الگوی پارامترهای جریان و رسوب توسط مدل cche2d از دقت قابل قبولی برخوردار است و می‌توان از این مدل برای سایر فرآیندها ازجمله تغییرات مسیر رودخانه و جابجایی مئاندرها، تحلیل جریان و فرسایش در پای سازه‌ها و ... استفاده نمود.

efficiency of cche2d numerical model in flow and sediment modeling (case study: karun river)

flow hydraulics is considered as the most important factor in the morphological changes of the river by influencing the sediment transport and the shape of the waterway. accordingly, the hydraulic simulation is very critical in all river engineering projects. in order to model the river flow, many and diverse models with different hypotheses and numerical methods are developed and used. the case study is about 110 km andthe three hydrometric stations are located on this reach of the karun river. molasani and farsiat stations were considered as upstream anddownstream boundary conditions, and ahvaz station was used as a control station to validate the model. the information used in this researchincludes information on the elevation of the karun river, the flow rate and the water level in three hydrometric stations were obtained from the khuzestan water & power authority (kwpa). the cche2d model was developed in 1997 at the center for computational science and engineering under the supervision of the university of mississippi, usa.