ارزيابي معادلات توزيع غلظت رسوبات معلق در كانال‌هاي باز

Evaluation of the equations for concentration distribution of suspended sediment in open channels

آگاهي از نحوه توزيع رسوبات معلق براي محاسبه ميزان دبي بار معلق در آبراهه‌ها مهم است، به اين دليل كه در جريان‌هاي آبرفتي با عمق زياد، به طور تقريبي80 درصد كل بار رسوبي را رسوبات معلق تشكيل مي‌دهند. تاكنون رابطه‌هاي زيادي براي برآورد توزيع غلظت رسوبات معلق در مجاري باز توسط پژوهشگران مختلف توسعه يافته است. در اين پژوهش، ضمن تحليل و بررسي كامل اين معادلات، با استفاده از مهم‌ترين شاخص‌هاي آماري ارايه شده، معادله بهينه از ميان 9 معادله تجربي مورد بررسي انتخاب شده است. براي واسنجي عملكرد هر يك از اين معادلات، از معتبرترين داده‌هاي آزمايشگاهي موجود استفاده شده است. نتايج اين پژوهش بيانگر اين است كه معادله اينشتين و شن (1952) با 048/0=RMSE، 988/0=R2، 988/0=EF و 086/0=ME داراي دقت خوبي در تخمين توزيع غلظت رسوبات معلق است و بيشترين تطابق را با داده‌هاي آزمايشگاهي دارد. در عوض، معادلات مك‌تيگو و ويليس براي داده‌هاي مورد استفاده كم دقت‌ترين معادلات هستند و استفاده از آن‌ها توصيه نمي‌شود.

Knowledge of the suspended sediment distribution is important for calculating suspended load in streams and rivers, because in the large depth flows, the suspended load comprises up to about 80% of the total load. Until now, many equations have been proposed by researchers for estimating the suspended sediment distribution in open channels. In this study, these equations have been assessed and the best equation has been selected among 9 empirical equations by using statistical analysis. For this purpose, the most reliable experimental data have been used. The results showed that among considered equations, the Einstein and Chien’s equation (developed in 1952) had the most agreement with the experimental data (RMSE=0.048, R2=0.988, EF=0.988, and ME=0.086) and presented the most accurate estimation of suspended sediment distribution. Inversely, the results showed that the McTigue’s equation (developed in 1981) and Willis’s equation (developed in 1988) had the least accuracy and don’t recommend using them for estimating the suspended sediment distribution in open channels.