نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی علاءالدوله سمنانی، گرمسار
2 استادیار، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، سمنان، ایران
3 مربی، موسسه آموزش عالی علاءالدوله سمنانی، گرمسار
چکیده
برآورد صحیح میزان رسوبدهی یک حوزه آبخیز از مهمترین مسائل مطرح‌شده در مهندسی آب، مهندسی رودخانه، منابع آب، تأسیسات و سازه‌های آبی و محیط زیست برای اجرای طرح‌ها و برنامه‌های توسعه‌ای است. تنوع زیاد معادلات برای محاسبه مقدار بار رسوب در رودخانه و نبود اطلاعات در مورد نحوه استخراج معادلات، استفاده از آن را مشکل کرده است. هدف این پژوهش، استفاده از مدل‌های مختلف برای برآورد بار کف با مطالعه موردی رودخانه حبله‌رود به‌منظور شناسایی بهترین مدل برای تخمین بار کف رودخانه است. مشخصات هندسی رودخانه حبله‌رود و مقطع جریان از بانک اطلاعات شرکت آب منطقهای سمنان جمع‌آوری و دانه‌بندی رسوبات نمونه‌برداری شده به روش الک انجام شد. مقدار بار بستر رودخانه در ایستگاه هیدرومتری بنکوه، با استفاده از رگرسیون‌های مختلف و از طریق روابط مایر-پیتر-مولر، انشتین-براون، بگنولد و توفالتی محاسبه شد. نتایج حاصل از این روابط با نتایج ثبت شده در ایستگاه هیدرومتری بنکوه در بازه زمانی 1396-1390 مورد مقایسه قرار گرفت که نشان داد، روش توفالتی با مقدار RMSE ،MAE و R2 برابر 20.07، 10.86 و 83 درصد بهترین پیش‌بینی را از مقدار بار کف در مقایسه با سایر روش‌ها ارائه می‌دهد. مسیر عبوری و حوزه آبخیز رودخانه حبله‌رود از مناطق کوهستانی تشکیل شده است و عمده مسیر از سنگ‌های مختلفی تشکیل شده است که دارای فرسایش‌پذیری بالایی است، بنابراین رابطه توفالتی، تخمین مناسبی از رودخانه‌های واقع شده بر اقلیم کوهستانی ارائه می‌دهد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Evaluating river bed load estimation models to introduce a suitable model, case study: Hablehroud River
نویسندگان [English]
- Reza Izadpanah 1
- Seyed Ali Asghar Hashemi 2
- Alireza Farrokhi 3
1 MSc of Civil Engineering, Engineering and Water Resources Management, Alaodoleh Semnani Institute of Higher Education, Garmsar, Iran
2 Assistant Professor, Agricultural and Natural Resources Research Centre, AREEO, Semnan, Iran
3 Faculty member of Aladoleh Semnani Higher Education Institute, Garmsar
چکیده [English]
Estimation of sediment bed load is one of the most important issues in river engineering. Accordingly, several methods and relations have been proposed to estimate the bed load in streams for the past decades. The present research aimed to select the most accurate method to estimate bed load through the testing of various relations to estimate the bed load of the Hablehroud River. The hydraulic and geometric specifications of the Hablehroud River at Bankouh hydrometry station were measured on specific dates by the expert team. The bed load rate was calculated by four different relations in Bankouh hydrometry station from 2011 to 2017. Resultant data showed that the Toffaletti method with RMSE, MAE, and R2 of 20.07, 10.86, and 83 estimates more accurate in comparison with other methods. The sensitivity analysis of the Toffaletti equation revealed that the bed load depends greatly on the velocity of the river flow. Such a method is firmly recommended to use in the mountainous region.
کلیدواژه‌ها [English]
- Bed load
- Empirical equation
- Hablehroud River
- Sensitivity analysis
- Toffaletti equation
- Abolfathi, D., A. Madadi and S. Asghari. 2018. Modeling estimation of river sedimentation rate using artificial neural network method, case study: Golroud River. Pajouhesh Geomorphology Journal, 7(2): 196-208 (in Persian).
- Arabkhedri, M. 2014. Estimation of bed load to suspended load ratio in Dez and Minab rivers. Watershed Engineering and Management. 4(6): 390-399 (in Persian).
- Bahadori Khosroshahi, F. 2012. Guideline for calculation of suspended load and bed load of rivers. Office of Deputy for Strategic Supervision, No. 590 (in Persian).
- Borah Das,T. 2019. Study of mineralogical composition of sediment in Brahmaputra River in urban stretch of Guwahati City, Assam, India. Water Science and Technology Library, 243-259.
- Donyadideh, M. and A. Rostmi. 2016. Evaluation of sedimentary equations to estimate suspended load in the Dalki River. 15th National Iranian Hydraulic Conference, Qazvin, International Imam Khomeini University (in Persian).
- Eidi, A., H. Heydarnezhad, P. Badiei and A. Shahiri. 2019. Review of different methods of evaluating bed load. 18th Hydraulic Conference, University of Tehran (in Persian).
- Esllman, R.L. 2000. Bed-load sediment transport on steep longitudinal slopes. Journal of Hydraulic Engineering, 123(12): 1130-1138.
- Gharachurlu, M. and F. Esfandiari. 2017. Providing a suitable model for estimating the bed load sediment using the combination of regression functions and time series of discharge in the Balkhli Chai Watershed (Ardabil Province). Fazaye Joghrafiaie Journal, 56: 133-149 (in Persian).
- Habibi, M. 1996. Application of suspended sediment calculation methods in selected rivers in Iran. Proceedings of the First Conference on Erosion and Sediment, Ministry of Jihad Sazandegi, 161-178 (in Persian).
- Haddadchi, A., M.H. Omid and A.A. Dehghani. 2011. Evaluation of bed load discharge formulas in gravel bed, case study: Chehel Chay River. Pajouhesh Geomorphology Journal, 18(3): 149-165 (in Persian).
- Haji Babaei, E., S.A. Hosseini and M. Sanei. 2019. Laboratory study of the parameters affecting the bed load transfer capacity in substrates erosion. Watershed Engineering and Management. 4(11): 1116-1129.
- Hydraulic Study Report. 2012. First level of determining the basin of Hablerood River. Power Ministry (in Persian).
- James, P.J., W.E Dietrich, L. Leopold, B. Drake and R.L. Shreve. 2010. Bedload sheets in heterogeneous sediment. Geology, 16(2): 105-108.
- Khaleghi, M.R. and A. Ravani. 2018. Simulation of relationship between river discharge and sediment yield in the semi-arid river watersheds. Acta Geophysica, 66: 109-123.
- Samadian Fard, S., M.A. Ghorbani, R. Hosseinzadeh Delir and A. Farsadizadeh. 2007. Selection of suitable method to estimate suspended load and bed load in Ahar Chai River. Agricultural Research Journal, 7(3): 91-101 (in Persian).
- Sobhani, H. and A. Malekian. 2011. Investigating the effect of data classification models on the correctness of the estimated sedimentation in the watershed of Hableh Rud. 4th Iranian Water Resources Management Conference, Tehran, AmirKabir University (in Persian).
- Teymouri, R. and A.A. Dehghani. 2020. Comparison of different bed load equation by development of STE. Journal of Water and Soil Conservation, 27(1): 229-236 (in Persian).
- Tramblay, Y., A. St-Hilaire and T.B.M.J. Ouarda. 2010. Modeling extreme suspended sediment concentrations in north America: frequency analysis and correlations with watershed characteristics. In: Water Quality and Sediment Behaviour of the Future: Predictions for the 21st Century, Proceedings of Symposium HS2005 at IUGG2007, Perugia, Italy, July 2007, IAHS Publication No. 314: 20–27.
)