سمینار بررسي رژيم جريان در رودخانه ها و اثر آن در نحوه رسوبگذاري و فرسايش آن
M.Sc” سمينار براي دريافت درجه كارشناسي ارشد
مهندسي عمران – سازه هاي هيدروليكي
عنوان :
بررسي رژيم جريان در رودخانه ها و اثر آن در نحوه
رسوبگذاري و فرسايش آن
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
فصل اول : جريان پايدار در رودخانه ها 1
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
-1 جريان پايدار رودخانه …………………………………………………………………………………………………….. 2 -1
-1 هندسه هيدروليكي در يك ايستگاه …………………………………………………………………………….. 6 -1 -1
-1 جريان پايدار يكنواخت رودخانه ………………………………………………………………………………….. 14 -1 -2
-1 جريان پايدار غير يكنواخت رودخانه ………………………………………………………………………………… 23 -2
-1 معادلات مومنتوم براي جريان پايدار …………………………………………………………………………… 23 -2 -1
-1 جريان همگراي متغير سريع رودخانه ………………………………………………………………………….. 30 -2 -2
1 – جريان متغير تدريجي رودخانه ………………………………………………………………………………….. 32 -2 -3
-1 انتقال رسوب در رودخانه ها ……………………………………………………………………………………………. 38 -3
-1 تعادل انتقال رسوب …………………………………………………………………………………………………… 38 -3 -1
-1 رسوبگذاري و فرسايش بستر رودخانه ………………………………………………………………………….. 44 -3 -2
فصل دوم : جريان غيريكنواخت در رودخانه ها ……………………………………………………………………………… 47
مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 48
-2 معادله پيوستگي رودخانه ………………………………………………………………………………………………… 48 -1
-2 فرمولبندي عمومي پيوستگي ……………………………………………………………………………………… 48 -1 -1
-2 پيوستگي دو بعدي براي رودخانه ها …………………………………………………………………………….. 49 -1 -2
-2 پيوستگي يك بعدي براي رودخانه ها ……………………………………………………………………………. 52 -1 -3
-2 معادلات مومنتوم رودخانه ………………………………………………………………………………………………. 53 -2
-2 مومنتوم دو بعدي براي رودخانه ها ……………………………………………………………………………….. 53 -2 -1
-2 مومنتوم يك بعدي براي رودخانه ها …………………………………………………………………………….. 56 -2 -2
-2 امواج سيل رودخانه ………………………………………………………………………………………………………… 59 -3
-2 منحني هاي حلقوي نرخ ………………………………………………………………………………………………….. 66 -4
-2 مسيريابي سيل رودخانه …………………………………………………………………………………………………… 69 -5
-2 جريان رودخانه و منحني هاي رسوب- تداوم ………………………………………………………………………. 71 -6
-2-6 ارزيابي پارامتر …………………………………………………………………………………………………………….. 74 -1
بررسي رژيم جريان در رودخانه ها و اثر آن در نحوه رسوبگذاري و فرسايش آن
-2-6 بررسي هاي تجربي ……………………………………………………………………………………………………… 77 -2
فصل سوم : تعادل رودخانه 83
مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 84
-3 پايداري ذره ……………………………………………………………………………………………………………………. 84 -1
-3 پايداري كانال …………………………………………………………………………………………………………………. 90 -2
-3 روابط رژيم ……………………………………………………………………………………………………………………. 91 -3
-3 تعادل در خم هاي رودخانه ……………………………………………………………………………………………….. 93 -4
-3 هندسه هيدروليكي پايين دست جريان …………………………………………………………………………….. 99 -5
-3 بند ها در رود خانه آبرفتي …………………………………………………………………………………………….. 107 -6
-3 پيچ و خم رودخانه ………………………………………………………………………………………………………… 109 -7
منابع و ماخذ: ……………………………………………………………………………………………………. 112
بررسي رژيم جريان در رودخانه ها و اثر آن در نحوه رسوبگذاري و فرسايش آن
چكيده:
براساس گزارشات سازمان ملل از كل آب موجود در نقاط مختلف جهان فقط هفت هزارم درصد آن به سادگي در
% دسترس انسان ها است. اين در حالي است كه بسياري از مردم، دنيا را مانند يك كره آب تصور م يكنند، زيرا حدود 70
2 درصد آن را آب شيرين / 97 % از آب هاي كره زمين شور و فقط 5 / آن را آب پوشانده است. واقعيت اين است كه 5
تشكيل مي دهد. همچنين، حدود 70 % از اين آب شيرين به صورت يخ در ارتفاعات ، قطب ها و گرينلند متمركز است.
قسمت اعظم باقيمانده اين آب نيز در قسم تهاي عميق زمين قرار دارد كه در حال حاضر استفاده از آنها مقرون به صرفه
نمي باشد. با توجه به اطلاعات موجود ، كمتر از يك درصد آب شيرين زمين بصورت چشمه، رودخانه و منابع زيرزميني با
هزينه مناسب قابل دسترس مي باشد كه تأمين اين منابع از طريق فرآيند بارش در سيكل هيدرولوژيكي صورت م يگيرد.
رشد روزافزون جمعيت و همچنين پيشرفت تكنولوژي عاملي در كمبود و آلودگي آب در جهان م يباشد و باعث گرديده
كه حدود يك سوم از جمعيت جهان با نگراني هاي حاصل از بحران ك مآبي و آلودگي آن زندگي كنند. اين بحران منجر به
ركود اقتصادي در بسياري از مناطق جهان شده است. امروزه گسترش حوز ههاي صنعتي و كشاورزي و همچنين رشد
روزافزون جمعيت در شهرها، نگهداري و حفاظت از منابع موجود و محدود آب هاي سطحي و زيرزميني را الزامي و امري
اساسي و اجتناب ناپذير مي نمايد. اگر به مسائل فوق، گرم شدن تدريجي هوا در كره زمين كه نهايتاً منجر به كمبود
بارندگي در نقاط خشك و نيمه خشك مي گردد را بيافزائيم، درمي يابيم كه ايجاد طرحهاي جديد جهت استحصال و
نگهداري آب هاي موجود امري حياتي و مهم است.
بررسي رژيم جريان در رودخانه ها و اثر آن در نحوه رسوبگذاري و فرسايش آن
فصل اول
Steady flow in rivers
جريان پايدار در رودخان هها
بررسي رژيم جريان در رودخانه ها و اثر آن در نحوه رسوبگذاري و فرسايش آن
2
مقدمه
جريان پايدار به شرايط جرياني اشاره دارد كه با زمان تغيير نمي كند. جريان هاي پايدار
مي توانند همچنين، يكنواخت باشند زماني كه شرايط با فاصله تغيير نم يكند، يا غير يكنواخت
اباشد زماني كه شرايط جريان با فاصله و مكان تغيير مي كند. جريان پايدار در رودخانه ها (فصل
1) شامل توصيفي از هندسه هيدروليكي در يك ايستگاه م يشود كه با توصيفي از جريان .1
پايدار- يكنواخت و مقاومت در برابر جريان، پي گرفته مي شود. جريانات پايدار- غيريكنواخت
شامل آناليزي از معادلات مومنتوم است كه با جريان متغير سريع و جريان متغير تدريجي
دنبال شده است. انتقال رسوب در رودخانه ها شامل توصيف ساد هاي براي انتقال رسوب در
جريان پايدرا- يكنواخت، به همراه محاسبات آبرفت گذاري و فرسايش در دسترس يهاي رودخانه
مي باشد.
-1 جريان پايدار رودخانه -1
شبكه هاي زهكشي توسط ژئومورفولوژسي تها (كساني كه شكل و ساختار زمين را مطالعه
مي كنند) و توپولوژسيت ها (مكان شناس ها) مورد مطالعه قرار گرفته بودند. عموماً توپولوژسيت
ها (زير مناطقي كه آب sub watershed از نقطه نظر رتب هبندي و مرتبه رياضياتي در ميان
رودخانه را تقسيم م يكنند) به تحقيق پرداخته و هيچ مراجعه مشخصي به هويت هاي فيزيكي
در « امكان فرسايش ناشي از بارندگي » ندارند. نتايج چندين سال از مطالعات تجربي روي
و همكاران ( 1987 ) مورد تلاش واقع شد تا schumm توسط ،Colorado دانشگاه
مورفولوژي حوضه و با رسوب را بهم مرتبط سازد. اگر چه بدليل نوسانات آب و هوايي و
تغييرات بهره وري از زمين، تغيير پذيري قابل ملاحظه اي براي بار رسوب فرض شده است، اما
آزمايشات نشان مي دهند كه بار رسوب تحت شرايط بارندگي پايدار شديداً متغير است. پاسخ
مبهم و پيچيده ارزيابي شبكه كانال، به نظر م يرسد با كاهش نمايي در بار رسوب ، با پيشروي
بررسي رژيم جريان در رودخانه ها و اثر آن در نحوه رسوبگذاري و فرسايش آن
شبكه كانال، قابل توصيف باشد.
دنبال مي كنند. با watershed رودخانه ها، پست ترين نقاط را در طول پروفيل هاي توپوگرافي
در خروجي watershed استثناهاي بسيار زياد در مناطق خشك، پايين ترين نقطه يك
معمولاً ناحيه هيدروگرافي، شبكه زهكشي watershed رودخانه قرار گرفته است. يك نقشه
همراه با درياچه ها، مخازن و شايد همچنين، ايستگا ههاي اندازه گيري، استان ها، ايالات، و / يا
بر افزايش غير پيوسته سطح ،watershed كشورها را نشان مي دهد. شبكه زهكشي يك
زهكشي و دبي در محل تلاقي رودخانه، اشاره دارد. بجز براي تسخير رودخانه و تغييرات
مصنوعي همچون انحراف مسيرهاي آب كوهستان، شبكه زهكشي كانا لهاي طبيعي به طور
مشخصي، با زمان تغيير نمي كنند.
سمینار بررسي رژيم جريان در رودخانه ها و اثر آن در نحوه رسوبگذاري و فرسايش آن