نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سیداحمد حسینی ¹
• نصرالله جواهری ²
• مهدی حبیبی ³

¹ مربی پژوهشکده حفاظت ‌خاک و آبخیزداری

² دکتری سازه‌های آبی، شرکت مهندسین مشاور آب، عمران پردیسان

³ دانشیار پژوهشکده حفاظت ‌خاک و آبخیزداری

چکیده

از آن‌جایی ‌که در زمان وقوع سیلاب، فرسایش کناره‌ها و بستر رودخانه‌ خررود واقع در استان قزوین و انتقال رسوب در آن شدید می‌با‌شد، لذا در این پژوهش چگونگی توزیع رسوبات در بخش‌های مختلف رودخانه و به‌دنبال آن ارائه برنامه مشخص برای برداشت مصالح رودخانه‌ای مورد مطالعه قرارگرفت. بدین منظور، پس از تهیه اطلاعات‌ پایه مورد نیاز و اطلاعات‌ مربوط به‌ مواد رسوبی‌ و دانه‌‌بندی‌ رسوبات‌ معلق‌ و بستر رودخانه‌، با استفاده از مدل HEC-RAS، آورد رسوبی رودخانه و نحوه توزیع آن در طول مسیر رودخانه مورد بررسی قرار گرفت. به‌طوری که پس از واسنجی مدل، رابطه‌‌ Yang به‌عنوان مناسب‌ترین رابطه برآورد دبی رسوب شناسایی شد. براین اساس حجم متوسط رسوب خروجی از این رودخانه 1.75 میلیون تن در سال برآورد شد. در نهایت با استخراج میزان تغییرات در تراز کف هر یک از مقاطع رودخانه، میزان رسوب عبوری طی دوره‌ شبیه‌سازی 37ساله محاسبه شد و مطابق با روند تغییرات رسوب‌گذاری در رودخانه، مناسب‌ترین دوره زمانی برداشت رسوب از این رودخانه ماه‌های دی تا اردیبهشت توصیه شد. براساس نتایج حاصل از شبیه‌سازی، متوسط عمق برداشت رسوب از این رودخانه حدود 40 سانتی‌متر برآورد شد. با توجه به نتایج مدل و براساس روند تغییرات منحنی رسوب‌گذاری در طول رودخانه، مناسب‌ترین مناطق برای برداشت رسوبات در طول مسیر رودخانه قابل شناسایی می‌باشند. بخش‌هایی از منحنی تغییرات رسوب‌گذاری رودخانه که شیب منحنی در آن افقی می‌‌شود، به‌عنوان مناسب‌ترین محدوده برای برداشت رسوبات توصیه ‌شد. هم‌چنین، از آن‌جائی‌ که مقادیر حجم آورد رسوب در هر یک از مقاطع عرضی رودخانه محاسبه شد، براساس حداکثر عمق مجاز برداشت مصالح و هم‌چنین، در نظرگرفتن عرض رودخانه و حریم مربوط به آن، طول و کروکی محل برداشت در بازه‌های مختلف رودخانه در محیط ArcGIS  شناسایی شد. ضمناً با تحلیل آماری صورت گرفته، مشخص شد که مدل هیدرولیکیHEC-RAS ، حدود 63 درصد قضاوت‌های مهندسی اولیه انجام شده برای برداشت رسوبات را پوشش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

• رسوب
• شبیه‌سازی
• برداشت شن
• مدل ریاضی
• ‏HEC-RAS
• ‏‎ ArcGIS

عنوان مقاله [English]

Development of technical methods to locate the appropriate ‎reaches for river sand mining

نویسندگان [English]

• Seyed Ahmad Hosseini ¹
• Nasrolah Javaheri ²
• Mehdi Habibi ³

¹ Scientific Board, Soil Conservation and Watershed Management Research ‎Institute, Iran‎

² PhD, AB Omran Pardisan Consulting Engineers, Iran‎

³ Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, ‎Iran

چکیده [English]

This study investigated the status of sediment transport and deposition in Khar-rud River, Qazvin province, Iran. The aim was to determine the possibility of construction of sand and gravel mining workshops in the margin of Khar-rud Flood-plain. Here with calculating sediment transport rate and specifying the distribution of sediment deposits in various parts of the river, an applied program for sand harvesting from the river bed, is developed. In this project, after preparing the basic information, such as information about river geometrical shape, roughness coefficients of different sections, information related to size gradation of suspended sediments and bed material, river hydrology data and boundary conditions of downstream hydraulic system, using HEC-RAS model, sediment loads and its distribution along the river was simulated. Simulation was done based on classified data from daily flow discharges during a 37-year period. After calibrating the HEC-RAS model and selecting Yang sediment transport equation as the closest relationship to the sedimentary data measured by regional Hydrometric stations, the average volume of sediment yield from the river was estimated 1.75 million tons per year. Finally, considering the changes in the river bed elevation for each cross-section, the amount of sediment passing during simulated 37-year was calculated. Using the results of the model and sedimentation changes along the study reaches, the volume of sediment transport in each river cross section, the river width and its private region and considering the maximum permissible depth of bed-material removal equal to 1 m, the most suitable mining length and period in the different reaches of river was determined, discussed and showed in ARC-GIS environment. Based on simulation results, the average depth of sand which can be taken safely from the river-bed was estimated to be 40cm and the most suitable period of time for sand mining along the river was recommended from January to May. It was determined that HEC_RAS hydraulic model, covers about %63 of initial engineering judgments for the amount and location of sand mining.

کلیدواژه‌ها [English]

• Mathematical Model
• Sand mining
• Sediment
• simulation
• ArcGIS
• HEC-RAS