پایان نامه آنالیز حساسیت بار کل رسوب در رودخانه کارون با استفاده از مدل HEC–RAS (بازه ملاثانی– فارسیات)

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد "M . Sc .  "

رشته : مهندسی کشاورزی

گرایش : سازه های آبی

چکیده

  فرایند انتقال رسوب یک پدیده کاملا پیچیده، متغیر و غیر خطی می باشد. بطوریکه رفتاررودخانه درظرفیت انتقال رسوب به ازای یک دبی معین درزمان های مختلف متفاوت می باشد. بنابراین به علت پیچیده بودن مکانیزم انتقال رسوب وتعدد عوامل موثر بر آن، برآورد و پیش بینی ظرفیت حمل رسوبات و تعیین هیدروگراف رسوب همراه با عدم قطعیت می باشد. با شناسایی عوامل موثر بر انتقال رسوب و میزان تاثیر آنها و با سنجش دقیقتر عوامل موثر، می توان عدم قطعیت در برآورد رسوب را کاهش داد. از جمله روشهای برآورد عدم قطعیت یک متغیر خروجی، آنالیز حساسیت آن نسبت به متغیر های ورودی می باشد. در این تحقیق ابتدا هیدرولیک سیلاب و رسوب در رودخانه کارون بازه ملاثانی تا فارسیات با استفاده از مدل ریاضی شبیه سازی شد. سپس آنالیز حساسیت دبی رسوب کل عبوری از ایستگاه هیدرومتری اهواز نسبت به متغیر های ورودی و پارامتر های مدل مورد نظر انجام گردید. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت نشان می دهد که دبی رسوب کل به ترتیب نسبت به تغییرات تنش بحرانی شیلدز، ضریب زبری مانینگ، دمای آب و روش سرعت سقوط ذرات معلق رسوب حساسیت دارد. به طوری که با افزایش 30% در تنش بحرانی شیلدز، میانگین دبی رسوب کل 23.68% کاهش می یابد و با کاهش 30% در تنش بحرانی شیلدز، میانگین دبی رسوب کل 40.82 درصد افزایش می یابد. همچنین با افزایش 30% در ضریب زبری مانینگ، میانگین دبی رسوب کل  25.18%   کاهش و با کاهش 30% در ضریب زبری مانینگ ، میانگین دبی رسوب کل %38.1 افزایش می یابد. با افزایش 30% در دمای آب، میانگین دبی رسوب کل  18.93%  کاهش می یابد و با کاهش 30% در دمای آب، میانگین دبی رسوب کل %25.63 افزایش می یابد. علاوه بر این اگر ذرات معلق رسوب با روشهای Toffaleti ، Van rijn و Ruby سقوط نمایند، میانگین دبی رسوب کل عبوری به ترتیب 0.2%، 0.8% و 2.1% نسبت به روش سرعت سقوط حاصل از کالیبراسیون مدل ( روش Report12) افزایش می یابد. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت دبی رسوب کل عبوری در مقطع اهواز نسبت به تغییرات دانه بندی مواد بستر  نشان می دهد که با افزایش و کاهش دانه بندی بستر در تلورانس تعیین شده میانگین و مجموع دبی رسوب کل عبوری  هیچ تغییری نخواهد کرد. با توجه به نتایج حاصل از آنالیز حساسیت، میزان عدم قطعیت در میانگین دبی رسوب کل عبوری در مقطع ایستگاه هیدرومتری اهواز به علت عدم قطعیت در متغیرهای ورودی و پارامترهای مدل ،  برابر با 66% می باشد.

کلمات کلیدی : آنالیز حساسیت، عدم قطعیت، انتقال رسوب، رودخانه کارون، HEC-RAS

مقدمه

     امروزه اهمیت آب بر هیچ کسی پوشیده نیست. اکثر تمدن های گذشته در نزدیکی منابع آب بنا نهاده شده اند. گذشت زمان بر جمعیت جهان افزوده و این امر باعث شده است تا بر اهمیت و ارزش آب اضافه گردد. یکی از مهمترین منابع آبی که در دسترس بشر بوده و هست رودخانه ها هستند.

     به همین دلیل انسان در طول تاریخ سرمایه گذاری های زیادی را در جهت کنترل و بهره برداری از آب رودخانه ها نموده است. احداث سدها وبندهای مختلف در مسیر رودخانه ها از جمله این سرمایه گذاری ها بوده است. از آنجا که بستر رودخانه ها معمولا از مصالح آبرفتی تشکیل شده اند، دائمأ در حال فرسایش و دگر گونی هستند. این امر باعث میشود تا ذرات خاک که اصطلاحأ به آنها ذرات رسوبی گفته میشود، از بستر و جداره ها جدا شده و بصورت رسوبات معلق و یا رسوبات بستر به حرکت در آیند.

     به طور کلی شناخت، تجزیه و تحلیل و پیش بینی میزان تغییرات مشخصات ژئومتری مربوط به رودخانه ها از پیچیده ترین و در عین حال مهمترین مباحث هیدرولیک رسوب و مهندسی رودخانه می باشد. در حال حاضر با پیشرفت کامپیوتر این امکان به وجود آمده که تئوریهای مربوط به هیدرولیک و رسوب به صورت مدل های ریاضی در آمده و سپس به کمک برنامه های کامپیوتری حل گردند.

     خسارت وارده توسط فرسایش سواحل و ته نشینی رسوبات رودخانه ای به طبیعت ، کشاورزی و سازه های آبی ساخته شده بر روی رودخانه ها و یا در کنار آن بسیار گسترده و وسیع و زیان آور می باشد. برای جلوگیری و یا به حداقل رساندن خسارت وارده ، باید سه فرایند فرسایش، انتقال و ته نشینی مواد رسوبی را مورد مطالعه قرار داد. این فرایندها دارای پیچیدگی خاصی میباشند ، زیرا عوامل مؤثر در به وجود آوردن این فرایندها بسیار زیاد می باشند. در فرایند فرسایش ذرات خاک توسط ضربه قطره های باران و یا توسط نیروهای بوجود آمده در اثر حرکت آب، از بستر خود جدا می شوند. سپس ذرات جدا شده در آستانه حرکت قرار می گیرند و در صورتی که نیروهای وارد شده از سوی آب بیشتر از نیروهای مقاوم باشند، ذره همراه با جریان آب منتقل می شود. شرایط شروع آستانه حرکت ذرات و میزان انتقال آنها، به خصوصیات مواد رسوبی چون اندازه، شکل و چگالی ذره و همچنین به خصوصیات جریان ، نظیر سرعت ، عمق و نیز به خصوصیات شکل رودخانه نظیر شعاع هیدرولیکی، شیب و غیره بستگی دارد. چنانچه در مسیر انتقال به هر دلیلی نیروهای وارد شده از طرف آب کاهش یابد، ذرات رسوبی ته نشین خواهد شد. هر یک از فرایندهای سه گانه فرسایش، انتقال و رسوبگذاری می توانند مشکلاتی را به وجود آورند. بطور مثال فرسایش باعث از بین رفتن زمینهای کشاورزی، تخریب سازه های کنار رودخانه ها، تخریب پلها و سایر بناهای مجاور رودخانه و همچنین موجب عمیق تر شدن بستر رودخانه ها می شود (شکل 1-1).

(تصاویر در فایل اصلی موجود است) 

1– 1 - پدیده انتقال رسوبات رودخانه ای 

     تمام رسوباتی که بوسیله آب حمل می گردند و نیز تمام رسوبات موجود در دشتها در اثر پدیده هوازدگی سنگها و صخره ها بوجود آمده اند. هوازدگی عملی است که طی آن سنگهای سخت شکسته و فرسوده می شوند. اندازه ، ترکیب معدنی،چگالی و فاکتورهای دیگری چون بافت رسوبات، به طبیعت سنگ اصلی بستگی دارد. وقتی که سنگ اصلی متلاشی گردید، مواد به وسیله رودخانه ها از نقطه ای به نقطه دیگر حمل و انباشته می گردد. میزان مواد حمل شده بستگی به اندازه ذرات، دبی جریان، شیب کف و خصوصیات حوضه آبریز دارد. وقتی که دبی جریان و یا شیب رودخانه کم شود، رودخانه قادر به حمل موادی که قبلأ برداشته است نمی باشد و در نتیجه مواد اضافه ته نشین و در بستر رودخانه انباشته و باعث ایجاد تغییراتی در بستر رود مانند تشکیل و ایجاد مناطق سیل گیر، دلتا، جزایر و ... می شوند.

     رسوبات رودخانه ای به دو صورت منتقل می شوند. در حالتی که این مواد درون جریان آب غوطه ور هستند و همراه با آب در حرکت می باشند که به آنها مواد رسوبی معلق گفته می شود. میزان مواد رسوبی معلق را که در واحد زمان از یک مقطع رودخانه عبور کند، بار معلق[1]  می نامند. از طرفی مواد رسوبی ممکن است در نزدیکیهای بستر به یکی از صور لغزش، غلتیدن و پرش حرکت نمایند که به آنها بار بستر[2] می گویند. نوع حرکت به صورت بار معلق یا بار بستر، بستگی به خصوصیات مواد رسوبی،شرایط جریان و خصوصیات رودخانه دارد. در رودخانه های با شیب تند تحت شرایط سرعت بالا، ذرات شنی هم ممکن است به صورت معلق حرکت کنند، در حالی که با رودخانه های با شیب ملایم و سرعت کم همانند بازه تحقیق اخیر، تنها ذرات بسیار ریز دانه و لای بصورت معلق متحرک اند. از مسائلی که ذرات رسوبی در حین انتقال می توانند بوجود آورند، می توان خسارات وارده به توربینها، پمپها، پایه های پل، پوشش کانالها و غیره را نام برد.

     یکی از پدیده های مهم در رودخانه ها به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک نظیر ایران وقوع سیلابهای غیره مترقبه است. موج سیل دارای نیروی زیادی بوده و بوسیله جابجایی حجم قابل توجهی از آب و رسوب، عوارض و پیامدهای گوناگونی را باعث می شود، بر اساس نظریه هندرسون[3]  ، انتقال رسوب بستر[4]  با توان دوم دبی تغییر می نماید . طبق این نظریه افزایش دبی به ده برابر متوسط سالیانه که امری عادی در رودخانه های کشور تلقی می شود، موجب افزایش دبی رسوب به میزان صد برابر خواهد شد. از این رو بخش قابل توجهی از آورد رسوب سالیانه رودخانه ها و به تبع آن تغییرات تراز بستر و جابجایی های عرضی و طولی و بطور کلی دگرگونی های مرفولوژیکی به ویژه در مناطقی چون ایران به معدود سیلابهای مهمی مرتبط می گردد که عمومأ هر چند سال یک بار اتفاق می افتد.

     رسوبات عمومأ بصورت چسبنده و غیره چسبنده طبقه بندی می شوند. رسوبات غیره چسبنده شامل ذراتی مجزا و منفصل می باشد که خواص دینامیکی و جنبشی آنها مستقیمأ به نیروهای خارجی که بر روی ذرات اثر می کند بستگی داشته و خصوصیات فیزیکی ذرات به موقعیت آنها در ارتباط با ذرات دیگر بستگی دارد. از سوی دیگر در مصالح چسبنده پیوندهای شیمیایی و الکتریکی بین ذرات،عامل تعیین کننده خواهند بود.

     عمده ترین فعالیت های مهندسی رسوب اغلب بر روی ذرات غیره چسبنده متمرکز می باشد و در مواد چسبنده باید ذکر شود، زمانی که مواد چسبنده به وسیله جریان حمل می شوند، رفتاری همچون مصالح غیر چسبنده داشته و مکانیزم حمل رسوبات در این مصالح مانند رسوبات غیره چسبنده می باشد.

با افزایش مقدار جریان (در نتیجه افزایش سرعت جریان ) ذرات بستر شروع به حرکت خواهند کرد. لحظه ای را که ذرات شروع به حرکت می کنند اصطلاحأ آستانه حرکت[5]  می نامند. برای بدست آوردن روابط هیدرولیکی در زمان شروع حرکت ذره واقع در بستر روشهای تنش برشی و سرعت بحرانی ارائه گردیده است.

     اصول مهندسی مربوط به فرایندهای رسوبی وابستگی شدیدی به خواص فیزیکی ذرات رسوب و ارتباط متقابل بین ذرات و آب دارند. در این فرایند ذرات خاک توسط نیروهای بوجود آمده در اثر حرکت آب از بستر خود جدا شده و سپس ذرات جدا شده در آستانه حرکت قرار می گیرند. چنانچه نیروهای وارد شده توسط آب بیشتر از نیروهای مقاوم از سوی بستر باشند و یا به عبارتی دیگر چنانچه تنش برشی بستر بیش از تنش برشی بحرانی گردد، ذرات از بستر خود جدا شده و همراه با جریان آب منتقل می شوند. تنش برشی فوق به گونه ای است که وقتی آب در رودخانه جریان می یابد نیرویی در جهت حرکت آب بر سطح بستر رودخانه اثر می نماید، این نیرو بطور ساده نیروی کشش آب در محیط مرطوب است و به عنوان تنش برشی[6] شناخته می شود.

بدلیل اهمیت موضوع و نقش اساسی فعل و انفعالات بستر در عملکرد و رفتار هیدرولیک رودخانه ها، صاحب نظران در امور مهندسی رودخانه، تا اوایل دهه 1970  بر الگوی بستر صلب توجه داشتند، که پس از آن به توسعه مدل هایی همت گماشته اند که در آن مؤلفه اصلی به حرکت مواد رسوبی موجود در بستر اختصاص داده شده است. این مدل ها اصولأ به مدل بستر متحرک معروف بوده و امروزه از جایگاه و اهمیت زیادی در عرصه های گوناگون مهندسی بر خوردار می باشند. در این خصوص انواع مدل های یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی را می توان بر شمرد. هر چند مدل های دو بعدی و سه بعدی دارای اهمیت اند، لیکن در بسیاری از کارهای مهندسی ، مدلهای یک بعدی از جایگاه ویژه ای برخوردار می باشند.

     مدلهای ریاضی موجود قادرند برای طول قابل توجهی از مسیر رودخانه ها فعل و انفعالات بستر را تحت تاثیر جریانهای رودخانه ای از جمله سیلابها،شبیه سازی و پیش بینی نمایند. از سری مدل های یک بعدی متداول در این خصوص می توان مدل ریاضی[7] از گروه مهندسین ارتش آمریکا را نام برد که در مباحث بعدی بصورت مفصل ارزیابی خواهد گردید.

1 – 2 - شناخت مکانیزم انتقال رسوبات

     رسوبات موجود در رودخانه ها مشکلات زیادی از قبیل رسوب گذاری در بستر رودخانه ها و در نتیجه ایجاد جزایر رسوب گذاری در محل ورود رودخانه به دریا و پیامد آن تشکیل دلتا، رسوب گذاری در مخازن سدها و در نتیجه کاهش ظرفیت آن و مشکلات غیر مستقیم دیگری را بوجود می آورند. برای مقابله با مشکلات ایجاد شده اولاً باید طبیعت و مکانیزم حرکت رسوب شناخته شود , ثانیاً عوامل مؤثر در فرسایش شناسایی گردد و ثالثاً مقدار و میزان رسوبی حمل شده را بتوان دقیقاً تعیین و محاسبه کرد تا بتوان در طراحی سازه های آبی مورد استفاده قرار داد.

     بطور کلی معادلات حاکم بر حرکت و انتقال رسوب و همچنین فرسایش در بستر رودخانه ها بسیار پیچیده بوده و غالباً توسط روشهای نیمه تجربی وتجربی مورد ارزیابی قرار می گیرند. در طول سالیان متمادی شمار زیادی رابطه و معادله برای محاسبه میزان بار رسوبات رودخانه پیشنهاد گردیده است. متأسفانه نتایج حاصل از یک رابطه با رابطه دیگر در یک ایستگاه از رودخانه اختلاف فاحشی با هم دارند و انتخاب یکی از روابط برای آن ایستگاه بسیار مشکل می باشد.

     این معادلات غالباً بر پایه اطلاعات محدود آزمایشگاهی و بعضاً مبتنی بر اطلاعات صحرایی مربوط به چند رودخانه بوده و معمولاً نتایج محاسبه شده با یکدیگر و با اطلاعات حاصل از اندازه گیری اختلاف فاحشی دارند. بنابراین میتوان نتیجه گیری نمود که هیچ کدام از معادلات انتقال رسوب به راستی قادر به شبیه سازی رسوب و فرسایش در کلیه رودخانه ها و یا حتی بازه های مختلف یک رودخانه نمی باشد و باید برای هر رودخانه به فراخور خصوصیات هیدرولیکی جریان و رژیم رسوبی آن و با داشتن مجموعه ای از داده های صحرائی، مناسب ترین معادله را انتخاب نمود. هر چند که ممکن است، هیچیک از معادلات شناخته شده برازش خوبی با اطلاعات و داده های صحرایی نداشته باشند که در این صورت بایستی با پذیرش یک خطای نسبی، اقدام به انتخاب بهترین روش نمود. در گذشته مطالعات مربوط به مسائل رسوب به صورت انتقال رسوبات درشت دانه بار بستر بوده ، و بار معلق مورد بررسی و توجه قرار نمی گرفت.         امروزه بررسی مسائل بار معلق آغاز شد و به جایی رسید که عوامل مؤثر بر این پدیده بیش از مسائل بار بستر شناخته شدند. همچنین قابل ذکر است که پیش بینی و تعیین مقدار بار معلق با درجه اطمینان بالاتر از تعیین مقدار بار بستر امکان پذیر نمی باشد. علیرغم حجم زیادی از بررسیهای که به مکانیزم حرکت رسوبات اختصاص داده شده است، هنوز امکان پیش بینی مقدار رسوب در یک رودخانه آبرفتی با درجه اطمینانی که برای اکثر اهداف مهندسی رضایت بخش باشد ، وجود ندارد.

1 – 3 - عوامل تأثیر گذار بر فرسایش و رسوب گذاری 

     این عوامل شامل شیب، پوشش زمین، روان آب، خاک و آب و هوا می باشند، که در زیر به صورت خلاصه آورده شده است.

1-3-1- شیب

     مشخصات هیدرولیکی رودخانه نظیر شیب و عمق آن قابلیت حمل مواد رسوبی را تعیین می کند. در صورتی که اندازه رسوبات ، مقاومت در مقابل حمل را مشخص می نماید. اندازه و ترکیب مواد بستر و تغییرات این مواد نسبت به عمق، تأثیر بسیار مهمی به روی عمل فرسایش دارد.

بطور مثال رودخانه ای با شیب تند را در نظر بگیرید که مواد بستر آن تقریباً یکنواخت باشد. در حین عمل فرسایش، مواد بیشتری از قسمتهای بالا دست و مواد کمتری از قسمتهای پایین دست برداشته می شوند. در اثر این عمل شیب رودخانه کاهش می یابد. کاهش شیب تحت تاًثیر نقطه کنترل در پایین دست بوده و این نقطه کنترل ممکن است یک سد انحرافی در پایین دست باشد که در این راستا کاهش شیب تدریجی بستر باعث می شود تا نهایتاً عمل فرسایش و کف کنی رودخانه متوقف گردد.

1-3-2- پوشش زمین 

     زمینی که دارای پوشش خوب باشد مقدار انرژی باران را کاهش داده و مقدار نفوذ را از طریق عمل ریشه ها در بین خاک متعادل می سازد. برعکس عدم پوشش گیاهی در اثر چرای احشام و یا آتش سوزی، زمین ها را عاری از پوشش گیاهی کرده و بدترین شرایط برای حوضه آبخیزداری و بهترین شرایط برای عوامل فرساینده مهیا می گردد.

1-3-3- روان آب

     روان آب در یک حوضه آبخیزعبارت است از بازده یک سیستم آبخیز که از نتیجه عملکرد ساختمان آبخیز برروی داده های آن (نزولات آسمانی)پدیدار می گردد.

     در مطالعه اثر روان آب بر روی فرسایش خاک می توان خصوصیات هیدرولوژیکی حوزه مانند دبی ویژه سیلابها،  دبی ویژه با دوره های باز گشت مختلف، شدت طغیان ،تداوم و تکرار طغیانها ، ویا هر خصوصیتی که بتواند باعث شناخت هر چه بیشتر این  عامل و تأثیر آن برروی فرسایش و تولید رسوب گردد را بررسی نمود.

1-3-4- خاک  

     در اثر اتفاق افتادن باران بصورت ثابت برخی از خاکها با سهولت بیشتری نسبت به خاکهای دیگر فرسوده می شوند. این فرسایش ناشی از ماهیت متفاوت آنها است که به فرسایش پذیری خاک معروف است و به خصوصیات ذاتی خاکها بستگی دارد. فرسایش ناشی از ضربه قطرات باران به سطح خاک به شدت بارندگی و انرژی جنبشی آن رابطه مستقیم داشته و با میزان رس موجود در خاک دارای رابطه معکوس می باشد، چرا که نیروی چسبندگی[8] بین ذرات رس باعث افزایش پایداری خاک گردیده و در نتیجه از میزان فرسایش و تولید رسوب می کاهد.

1-3-5- آب و هوا

     فرسایش ورسوب در هر منطقه تا حد زیادی وابسته به اقلیم و آب و هوای منطقه می باشد. آب و هوا علاوه بر تأثیر بر روی پدیده خاک زایی بر وضع پوشش گیاهی نیز تأثیر دارد. از عناصر تشکیل دهنده آب و هوایی که بر روی فرسایش تأثیر دارند نزولات آسمانی و درجه حرارت میباشد. بین نزولات آسمانی، بارانهای شدید نقش بسزایی را ایفا می کنند. مقدار و شدت بارندگی در میزان روان آب و در نتیجه در میزان فرسایش مؤثر است. نقش برف نیز در فرسایش خاک مناطق کوهستانی تا زمانی که آب نشده و روان آب تشکیل نگردیده کم است و لیکن اثر آن موقعی اهمیت پیدا می کند که حجم زیادی از برف بصورت ناگهانی ذوب شود که در این صورت می تواند فرسایش شدیدی را بوجود آورد و رسوب ناشی از این فرسایش را به سمت رودخانه حمل نماید.

1– 4 - عوامل تأثیر گذار بر فرسایش کناره ها

     این عوامل شامل جریان آب ، تراوش ، اثر موج ، آبدوی سطحی[9] ، سرعت جریان آب در خم رودخانه ها[10] و آبشستگی[11]  می باشند ، که در زیر به طور خلاصه آورده شده است.

1-4-1- عامل آب

     فرسایش کناره های رودخانه و آبشستگی بسترآن در اثر جریان آب هنگامی صورت می پذیرد که ذرات ساینده این قسمتها در معرض نیروی کافی برای حرکت کردن قرار گیرند. برای ذرات دیواره رودخانه با توجه به جنس آنها روابط تعریف شده ای میان تنش مماس بحرانی و قطر متوسط و وزن مخصوص ذرات بستر و سرعت جریان وجود دارد.

1-4-2- عامل اثر موج[12]

     وزش باد بر روی سطح آب، موجب ایجاد امواج سطحی می شود . امواج ناشی از وزش باد طبیعتی غیر منظم دارند و می توانند به صورت مجموع تعداد زیادی از مؤلفه های تصادفی مستقل با مقادیر مختلف ارتفاع ، پریود موج و طول موج در نظر گرفته شوند. ارتفاع موج باعث می شود که شدت و انرژی برخورد موج به ساحل بیشتر گردد و در نتیجه سازه حفاظتی با ابعاد بزرگتر مورد نیاز خواهد بود. تعیین ارتفاع موج بعنوان مهمترین پارامتر در طراحی محسوب می شود. این ارتفاع بستگی به سرعت و تداوم وزش باد و طول موجگاه دارد. این موضوع در سواحل دریا اهمیت شایان توجهی پیدا می کند. بدین علت که طول موجگاه در آنجا بر خلاف رودخانه ها قابل توجه است. در رودخانه های بسیار پهن و وسیع می تواند اثر موج، خرابیهای قابل توجهی ایجاد نماید. 

1 – 4 -3- عامل سرعت جریان آب در خم رودخانه

     در خم رودخانه ها، بخاطر اختلاف مقدار سرعت و فشار هیدرواستاتیکی در دو طرف مقطع عرضی رودخانه، سطح آب در قوس بیرونی بالا می آید و متناظراً در قوس داخلی نزول می کند. این پدیده هر چه شعاع انحناء کوچکتر باشد شدیدتر است. بخاطر همین امر یک جریان چرخشی در مقطع عرضی در محل خم ایجاد می گردد که باعث گود شدن مقطع در شعاع های بیرونی خم می شود. اگر کناره رودخانه صلب باشد، فرسایش محدود به بستر خواهد بود. ولی اگر کناره  رودخانه قابل فرسایش باشد بدلیل فرسایش در قوس بیرونی بستر، دیواره بیرونی فرسایش می کند تا گودال فرسایش را پر کند و در نتیجه فرسایش با سرعت قابل توجه در جهت قوس بیرونی پیشروی می کند.

Sensitivity analysis of total sediment load in karun river using
HEC–RAS model (case study:Molasany–Farsiat reach)

Abstract

     Sediment transport processes in a highly complex phenomenon, is variable and nonlinear. Dubai for a certain time so Rftarrvdkhanh Drzrfyt sediment transport is different. Therefore, due to the complex mechanisms of sediment transport Vtdd factors, estimates and forecasts to determine the carrying capacity of sediments and sediment hydrograph is associated with uncertainty.                                                                           Identifying factors that affect sediment transport and their effects and more accurately measure the factors, uncertainties in estimating the sediment can be reduced. Including methods of estimating the uncertainty of an output variable, the analysis is its sensitivity to input variables. In this study the flood hydraulics and sediment from the Karun River Range Mlasany Farsyat was simulated using a mathematical model HEC-RAS. The sensitivity analysis of total sediment through Ahwaz hydrometric stations compared to the input variables and parameters for HEC-RAS model was performed. Results from the sensitivity analysis shows that the total sediment, respectively, than the critical Shields stress changes, Manning roughness coefficient, water temperature and sediment particle fall velocity method is sensitive. So that with an increase of 30% in the critical Shields stress, 23.68% Average total sediment decreases with a decrease of 30% in the critical Shields stress, Dubai Average total deposits increased by 40.82 percent. Also increased 30% in the Manning roughness coefficient, average 25.18% reduction in total sediment discharge and 30% reduction in water temperature, sediment total average 38.1% increase. 30% increase in water temperature, 18.93% Average total sediment decreases with 30% reduction in water temperature, sediment total average 25.63% increase. Moreover, if the aerosol deposition method Toffaleti, Van rijn and Ruby to fall, the average total flow through the sediment, respectively 0.2%, 0.8% and 2.1% fall compared to the speed of the calibration model (method Report12) increases.According to the results of sensitivity analysis, uncertainty in the average amount of sediment passing Ahwaz hydrometric stations in the cross section due to uncertainties in input variables and parameters of the model HEC-RAS, is equal to 66% .

Keywords: Sensitivity analysis, uncertainty, sediment transport, river Karun, HEC-RAS