توسعه مدل عددی جریان غیرماندگار همراه با انتقال رسوب در سیستم های رودخانه ای

در دو دهه اخیر استفاده از مدل های عددی برای شبیه سازی هیدرولیک جریان و انتقال رسوب بسیار رواج یافته است. مدل های ریاضی ابزار با ارزشی را برای پیش بینی شرایط جریان و فرایند انتقال رسوب فراهم نموده اند و به نحو گسترده ای در مدیریت و مهندسی آب کاربرد دارند. هدف اصلی این تحقیق، توسعه مدل عددی هیدرودینامیکی یک بعدی و غیرماندگار برای روندیابی جریان و انتقال رسوب به صورت شبه کوپل در سیستم های رودخانه ای می باشد. در این تحقیق، ابتدا مدلی ریاضی توسعه داده شده است، که در آن معادلات سنت ونانت در سیستم های رودخانه ایی حل می شوند. این معادلات پس از خطی شدن به روش تفاضل های محدود، به صورت نیمه ضمنی و از طریق تکنیک زیگزاگی حل می شوند. پس از حل معادلات و محاسبه پارامترهای هیدرولیکی جریان، این پارامترها برای حل معادلات انتقال رسوب مورد استفاده قرار می گیرند. از معادله دینامیکی انتقال- پخش و معادله دیفرانسیلی بار بستر به ترتیب برای محاسبه میزان انتقال بار معلق و بار بستر استفاده می شود. بعد از محاسبه میزان انتقال رسوب، از معادله اکسنر برای محاسبه تغییرات ارتفاع بستر در رودخانه استفاده می شود. در نهایت در این تحقیق مدل عددی با مدل هیدرولیکی- رسوبی Hec-Ras مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج، دقت بالای مدل عددی را نشان می دهد. تفاوت هایی در مقدار عمق پیش بینی شده برای فرسایش و رسوب گذاری دیده می شود، که این تفاوت به علت اختلاف در مبانی مدل های عددی ذکر شده و تفاوت ناشی از تعادلی و غیر تعادلی بودن معادله اکسنر دور از انتظار نیست.