تاثیر دانه‌بندی مواد بستر بر مسیر انتقال رسوب و الگوی فرسایش رسوب‌گذاری در محل تلاقی رودخانه

دانه بندی رسوبات موجود در بستر رودخانه می تواند نقش به سزائی در میزان فرسایش، رسوب گذاری و تغییرات مورفولوژی بستر و در نتیجه پایداری کناره رودخانه داشته باشد. هیدرولیک پیچیده جریان از یک سو و تغییرات ترکیبات مواد رسوبی کف رودخانه به صورت ذرات فرسایش یافته و یا ته نشین شده از سوی دیگر باعث ایجاد تغییراتی در الگوی فرسایش و رسوب در محل تلاقی رودخانه ها می شود. بررسی های موجود نشان می دهد، مطالعات آزمایشگاهی محدودی در این زمینه گرفته است. استفاده از مدل های عددی به رغم برخی محدودیت ها می توانند ابزاری مناسب و اقتصادی در این خصوص باشد. از این رو در تحقیق حاضر پس از واسنجی مدل عددی  ssiim1با استفاده از داده های اندازه گیری شده فرسایش و رسوب گذاری در محل تلاقی دو کانال مستطیلی به زاویه اتصال 60درجه، به بررسی تاثیر نحوه دانه بندی مواد بستر بر روی الگوی فرسایش و رسوب گذاری پرداخته شد. برای این منظور چهار نوع دانه بندی با d50 یکسان ولی با انحراف معیار( ) متفاوت در نظر گرفته شد و نتایج آنها به هم دیگر وبا دانه بندی یکنواخت مقایسه گردید. نتایج تحقیق حاکی از آن است که هرچه مواد بستر  بزرگتری داشته باشند مقدار بیشینه عمق فرسایش کم تر می شود و موقعیت آن به گوشه پایین دست اتصال نزدیک تر است. هم چنین بیشینه ارتفاع رسوب گذاری با افزایش انحراف معیار افزایش می یابد. در ادامه تغییرات عرضی غلظت رسوب و مسیرهای انتقال رسوب بیشینه شناسایی شد.

Impact of Bed Materials Grain Size Distribution on Sediment Transport Path and Erosion Sedimentation Pattern at the River Confluence

The grain size distribution of the riverbed materials plays an important role in the erosion, sedimentation, change of river morphology and riverbank stability. The complex hydraulic flow on the one hand and the changes in the composition of the sediment of the riverbed as the eroded or deposited particles on the other hand causes changes in the sedimentation and erosion patterns at the river confluences. The literature review shows that few experimental studies have been conducted on this topic. Although applying numerical models are entwined with some limitations, they could be used as the suitable and economical tools. In the present study, firstly the SSIIM1 model was calibrated by the measured data at the confluence of the two rectangular open channels with the crossing angle of 60o and then, the impact of riverbed materials’ grain size distribution on sedimentation and erosion patterns was studied. In this regard, four types of grain size distribution with the same D50 and different standard deviation (σg) values were applied and their results were compared with each other and with uniform distribution, as well. The results illustrated that the maximum depth of erosion was decreased by increasing σg and its spatial location was closer to the downstream corner of channel confluences. Moreover, the maximum height of the sedimentation increased with increasing σg. In the following, the spanwise changes in sediment concentrations and paths of maximum sediment transport have been detected.