تحليل كانال هاي آبرفتي پايدار با استفاده از روش هاي تجربي و تحليلي

Analysis of alluvial channels stability based on empirical and analytical methods

بهبود پيش بيني ابعاد كانال و شكل محتمل بستر به طوري كه بتواند دبي مورد نظر و بار بستر مربوطه را بدون تغيير قابل ملاحظه شكل و ابعاد كانال در طو ل عمر طراحي آن انتقال دهد، هم چنان يك دغدغه براي مهندسان هيدروليك و ژيومرفولوژيست ها است . به دليل پيچيدگي و ديناميكي بودن پديده از معيارهاي تجربي، نيمه تجربي و آماري كه دقت مطلوبي ندارند براي طراحي و تعيين ابعاد كانال هاي پايدار رژيمي استفاده مي شود. در اين پژوهش به پيش بيني ابعاد پايدار كانال توسط مدل رياضي و روش هاي بيشينه شدن انتقال رسوب وايت و همكاران، برونلي و ون راين پرداخته و GSTARS4.0 كه GSTARS نتايج حاصل با نتايج آزمايشگاهي و روابط تجربي مقايسه شده است . مدل رياضي 4.0 براساس كمينه شدن قدرت جريان عمل مي كند در تخمين پارامتر عرض و عمق با نسبت هاي به ترتيب 0/95 و 1 دقت بيش تري نسبت به ساير روش ها داشته است . در تخمين غلظت رسوب، مقادير به دست آمده از روش برونلي نسبت به ديگر روش هاي نام برده مطابقت بيش تري با مقادير آزمايشگاهي داشته است.

It is still a concern of both hydraulic engineers and geomorphologists to improve prediction of the channel geometry and probable bedform so that it could convey the discharge and its accompanying sediment load channel without significant changes on geometry and planform during their design life. Due to the complexity and dynamic nature of the alluvial system, empirical, semi-empirical and statistical models with their inherent limitation in application were developed for designing regime channel and predicting channel dimensions and slope. In this research, mathematical model of GSTARS4.0 was used to predict the stable channel geometry, employing maximization sediment transport hypothesis of White et al, Brownlie and Van rijn. The outcome results of model were compared with the experimental data and those calculated from empirical equations. It was generally found that the minimum stream power hypothesis used in GSTARS4.0 model predicted the regime channel geometry more accurate than other methods for width and depth ratios of 0.95 and 1. The sediment concentration obtained from Brownlie equation shows a better compatibility with the available experimental data to compare with other methods mentioned.