انتخاب صفحه

مقدمه

با توسعه جوامع بشری و رشد و توسعه صنعت به تبع آن تقاضای استفاده از مصالح رودخانه ای به عنوان مواد اولیه مصالح ساختمانی و عملیات عمرانی مورد توجه واقع گردیده است. سود آورری و منفعت اقتصادی این مصالح موجب گردیده تا هر روزه شاهد بروز تغییرات فاحش در محدوده بستر و حریم مجاری آبی که ناشی از عملیات حفاری گودالهای بجا مانده از برداشت مصالح می باشد، باشیم. لذا به منظور توقف بهره برداران غیر مجاز و جلوگیری از اثرات سوء گودالیها بر مورفولوژی رودخانه و تاسیسات و سازههای تقاطعی و یا موازی با آن ضروری است علاوه بر اتخاذ تدابیر حفاظتی در سطح ملی در قالب اصلاح قوانین و مقررات با انجام مطالعات شناسایی نقاط دارای پتانسیل برداشت، نقاط مستعد برای بهرهبرداری مشخص گردد تا به منظور تامین مصالح مورد نیاز طرح های عمرانی مورد استفاده قرار گیرد. از طرف دیگر سوق دادن بهره برداران به سمت مصالح کوهی نیز میتواند تا حدودی در رفع بحران ناشی از برداشت غیر مجاز و بی رویه مصالح رودخانه ای موثر واقع گردد. در ادامه به کلیات این موضوع برای شفاف نمودن موضوع و اثرات آن بر تغییرات تراز بستر رودخانه بالارود پرداخته شده است.

فهرست مطالب

چکیده 1

مقدمه 2

فصل اول:کلیات

۲- روشهای برداشت مصالح رودخانه ای

به طور کلی محل استقرار کارگاههای برداشت مصالح رودخانهای را می توان به دو بخش تقسیم نمود. سایت برداشت، که عملیات حفاری و لایروبی و ذخیره موقت مصالح در آن صورت می گیرد و سایت عمل آوری که فرایندهای شستشو، سرند نمودن، شکستن، انباشت مواد زائد و انتقال در آن انجام می شود. نحوه برداشت از لحاظ نوع بکارگیری ماشین الات نیز به ۳ دسته تقسیم بندی می گردد: روش مکانیکی، که در این روش از ماشین آلات مختص این کار استفاده می گرده و برای رودخانه های کم عمق با ذرات درشت دانه کاربرد دارد. روش هیدرولیکی، در این روش از تجهیزاتی که برای لایروبی ماسه و عملیات حفاری و انجام عملیات مکش کاربرد دارد استفاده می گردد که معمولاً برای حفاری در مقیاس بالا و فرآوری پیچیده کاربرد دارد و روش دستی که از نیروی انسانی برای حجمهای پایین حقاری استفاده می نماید. همچنین در طبقه بندی دیگر می توان برداشت مصالح از بستر رودخانه ها را نسبت به عمق گودالی ها طبقه بندی نمود که در اکثر مواقع عمق چاله های ایجاد شده در بستر تسیت به عمق آب زیاد نمی باشد و به عبارتی برداشت به صورت سطحی صورت می گیرد لذا جریان در پیرامون آن دچار تغییر عمده نمی گردد. اما اگر در همین حالت طول چاله زیاد باشد، رسوبگذاری در ابتدای چاله موجب تغییر ظرفیت انتقال جریان رسوب می گردد و بررسی رفتار و نحوه تغییر شکل چاله با جابجائی آن به سمت پایین دست رودخانه اهمیت پیدا می کند. حالت دوم برداشت، استحصالی حجم بالایی از مواد رسوبی از بستر رودخانه و ایجاد حفره های بسیار بزرگ می باشد. این موضوع باعث ایجاد

گسیختگی و انفصال در بستر خواهد شد و در نتیجه جریان بصورت ابشار حتی با ارتفاع چند متر در محل حفره ایجاد خواهد شد.

1-مقدمه 47

2-روشهای برداشت مصالح رودخانه ای 5

3-معرفی اثرات ناشی از برداشت مصالح رودخانه ای 6

4-معرفی اثرات منفی برداشت مصالح رودخانه ای درتعدادی ازرودخانه های دنیا 8

5-معرفی اثراذت منفی برداشت مصالح رودخان های درتعدادی ازرودخانه های ایران 9

6-هدف ازانجام این پروژه 11

7-انتخاب مطالعه موردی 11

برازش دبی های حداکثر لحظه ای با توزیع لاگ پیرسون نوع سوم درایستگاه دوکوهه

برازش دبی های حداکثر لحظه ای با توزیع لاگ پیرسون نوع سوم درایستگاه دوکوهه

فصل دوم:مروری بر تاریخچه موضوع پایان نامه

۱- ۵- روش احمری

در سال ۱۳۷۵ در قالب کار پایان نامه دانشجویی با استفاده از مدل ۶-HeC نسبت به مدل نمودن رودخانه میناب اقدام نمودند تا نابسامانی های ایجاد شده در پایین دست سد میناب در اثر برداشت مصالح رودخانه ای را بررسی نمایند . در این بررسی ها محل مناسب برای برداشت مصالح رودخانه ای، میزان مجاز برداشت، اثرات برداشت بر پروفیل سطح آب به طور عمده تعیین گردید.

۶-۱- روش سبزیوند

در سال ۱۳۷۸ در قالب کار پایان نامه دانشجویی با استفاده از مدل VialلاFl به شبیه سازی گودال – های ایجاد شده در بستر رودخانه میناب پرداخته و اثرات بجای مانده از آن را بر شکل رودخانه و پروفیل سطح آب مورد ارزیابی قرار داد. در این مطالعات اثر گودال ها به صورت منفرد و سری به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است.

1-سابقه مطالعات انجام شده 13

1-1-روش تحلیلی احمدی 14

1-2-برسی تحلیلی G.Contton, V. ottozawa-chatupronا 20

1-3-مطالعات Lee وهمکاران 23

1-4-روش تحلیلی گیل 30

1-5-روش احمری 37

1-6-روش سبز یوند  37

تغییر موقعیت وابعاد گودال برداشت با گذشت زمان

تغییر موقعیت وابعاد گودال برداشت با گذشت زمان

فصل سوم:مفاهیم اساسی پایان نامه

۱- مقدمه

مواد رسوبی در رودخانه ها به دو صورت بار بستر و بار معلق حمل می شوند. بار معلق به خصوصی در مناطق خشک و نیمه خشک نظیر ایران عمدتاً از ذرات ریز سیلت و رس تشکیل یافته و در عرف مهندسی رسوب به عنوان بار شسته (Washi load) که حاصل فرسایش خاک سطح حوزه آبریز است از آن یاد میشود که بخشی از این رسوبات در سطح سیلابدشت ها (Flood plain) و پشت دریاچه سدها(Reservoirs) و یا شبکههای آبیاری فرصت ته نشینی پیدا می کنند و بخشی نیز از طریق پایانه های رودخانه ای به دریاها و دریاچه های طبیعی تخلیه می شوند. آنچه به عنوان منابع شن و ماسه در رودخانهها شناخته می شود مربوط به بار بستر می باشد. این مواد به صورت غلطشی و جهشی در بستر پیش می روند و با دور شدن از منبع تولید، اندازه آنها نیز روبه کاهش می گذارد به گونهای که در مناطق کوهستانی بستر رودخانه ها پوشیده از قطعات درشت سنگ و قلوه سنگ بوده و در نواحی جلگهای دانههای شن و ماسه و بعضاً سیلت عمومیت دارد. از نظر کمی رابطهای بین بار معلق و بار بستر وجود دارد که به عنوان مثال می توان در ارزیابی مقدار رسوب قابل برداشت از نسبت بار بستر به بار معلق (K)بهره جست. بررسیهای انجام گرفته نشان می دهد که مقدار این نسبت در مناطق کوهستانی و رودخانه های با شیب زیاد بیشتر بوده و در نواحی جلگهای که دارای شیب کمی می باشند کمیت آن به طور محسوس روبه کاهش می گذارد. طبق بررسیهای انجام گرفته توسط کاراشف نسبت بار بستر به بار معلق در رودخانه های روسیه مطابق جدول ۱ بین ۱ تا ۳۰۰ درصد بسته به شرایط توپوگرافی متفاوت است

1-مقدمه 39

2-رژیم رسوبدهی ونقش آن دربهره برداری ازمنابع رودخانه ای 40

3-تعیین ظرفیت حمل رسوب رودخانه ها 42

3-1-با استفاده از معادلات موجود 43

3-2-استفاده از نسبت باربستر به بارمعلق باتوجه به شیب رودخانه ومشخصات آن 44

4-مورفولوژی وفرسایش رسوب دررودخانه های فصلی 44

5-میزان مصالح قابل برداشت 45

6-آبشستگی 45

6-1-مراحل توسعه آبشستگی 46

6-2-انواع آبشستگی 46

6-2-1-آبشستگی عمومی 47

6-2-2-آبشستگی ناشی از تنگ شدگی 47

6-2-3-آبشستگی موضعی 47

6-24-آبشستگی استتیکی ودینامیکی 47

7-معرفی منطقه مورد مطالعه 48

8-موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه 48

9-مشخصات فیزکی حوزه آبریز رودخانه بالارود 49

10-ایستگاه های اندازه گیری موجود درمنطقه 50

10-1-ایستگاه آبسجی دوکوهه 50

10-2-ایستگاه آبسنجی تنگ پنج 50

10-3-ایتسگاه آبسنجی تله زنگ 50

11-مشخصات ایستگاه های استفاده شده درتحلیل آمارها 50

12-هیدرولوژی سیلاب 51

12-1-انتخاب دوره اماری مشترک درتطویل دبی حداکثر سیلاب لحظه ای 51

12-2-برسی داده های پرت 51

12-3-بازسازی آمارهای ناقص 52

12-4-حداقل داده های لازم برای تعیین دوره بازگشت 200سال 52

12-5-برآورد حداکثر دبی لحظه ای بازای دوره های بازگشت مختلف 52

12-6-هیدروگراف سیلابها 55

13-تشکیلات زمین شناسی ونوع رسوبات دربازه مورد مطالعه 56

14-دبی رسوبات ورودی ازبالادست 56

دبی ورودی به مدل به عنوان شرایط مرزی در بالادست

دبی ورودی به مدل به عنوان شرایط مرزی در بالادست

فصل چهارم:معرفی مدل 11MIKE

1-مدلهای ریاضی انتقال رسوب 60

2-مدل سازی رودخانه ها 60

2-1-اساس تحلیل مدلهای انتقال رسوب 62

2-2-بخشهای اساسی درمدل های انتقال رسوب 62

2-3-روند حل معادلات 62

2-4-شبیه سازی تغییرات بستر بازمان 62

2-5-روند شبیه سازی فرسایش ورسوب گذاری 63

2-6-روش حل معادلات 63

3-مدل11MIKEا 64

3-1-معرفی بخش های مدلسازی شرایط هیدرولیکی،فرسایش ورسوبگذار 64

3-2-معرفی بخش هیدرودینامیکی  64

3-2-1-روش حل موج دینامیکی کامل 65

3-2-2-روش حل موج دیفیوزیو 66

3-2-3-روش کینماتیکی 66

3-3-انتقال رسوبات معلق وبارشسته درمدل ADا 67

3-3-1-سرعت فرسایش ورسوبگذاری درمدل ADا 67

3-3-1-1-رسوبگذاری وفرسایش ذرات چسبنده 67

3-3-1-2-رسوبگذاری وفرسایش ذرات غیرچسبنده 68

3-3-2-اطلاعات ورودی به مدل 68

3-3-3-کالیبراسیون مدل رسوب 68

3-3-4-خروجی های مدل 68

3-4-بخش انتقال روسب STا 69

3-4-1-معادلات انتقال رسوبات دربخش STا 70

3-4-2-معادلات پیوستگی رسوبات 70

3-4-3-معرفی دانه بندی ذرات دربخش Graded Sediment GSTا   70

دیاگرام تعادل لین بین دبی جریان ودبی رسوبات

دیاگرام تعادل لین بین دبی جریان ودبی رسوبات

فصل پنجم:نتایج وبحث

۴-۵ – تعیین سایر محل های مناسب برداشت مصالح رودخانه ای و حجم مجاز برداشت

در عسلدور مجوز برداشت مصالح رودخانهای باید این نکته را مد نظر داشت که حجم برداشت مصالح از بستر و موقعیت آنها باید اولاً به گونهای باشد که تاثیر آن بر پروفیل طولی جریان ناچیز و ثانیاً بتواند توسط مواد فرسایش یافته از بالادست جایگزین گردد و گودال ها از نظر فاصله در نقاط مناسبی نسبت به یکدیگر قرار داشته باشند. همانطور که در قبلی گفته شد اولین محلی مناسب برداشت در فاصله ۱۰۰۰ متری پایین دست سیفون تشخیص داده شد زیرا برداشت مصالح از این نقطه با حداکثر حجم برداشت ۲۰ هزار مترمکعب بر میزان آبشستگی پایین دست سیفون بی اثر بود و همچنین درصد بالایی از حجم گودال توسط رسوبات ورودی از سیلابی با دوره بازگشت ۱۰ سال پر می گشت. لذا برای تعیین دومین محل مناسب برداشت نسبت به گودال اول، ابتدا گودالی با ابعاد ۱۰۰*۱۰۰*۲ متر مکعب (حد متوسط و پایین رایج در صدور مجوز برداشت) در فاصله ۷۰۰ متری پایین دست گودال اول ایجاد گردید که نتایج آن بر پروفیل طولی مسیر نسبت به پروفیل بستر رودخانه در شرایط بدون وجود گودال در شکلی ۳۱ نمایش داده شدهاست. نتایج گویای تغییرات شدید پروفیل بستر در فاصله بین دو گودال می باشد و همچنین درصد پرشدگی گودال دوم در حد ۱۰٪ برآورد گردید. بدلیل عدم تحقق دو شرط ذکر شده محلی ایجاد گودالی دوم به فاصله ۱۲۰۰ متری پایین دست گودال اول انتقال داده شد و مقایسه نتایج در شکل ۳۲ نمایش داده شدهاست. همانطور که ملاحظه میگردد تغییرات پروفیل طولی بستر زیاد می باشد لذا مجدداً گودال به فاصله ۱۵۰۰ متری پایین دست گودال اول انتقال داده شد و نتایج مقایسه پروفیل طولی مسیر در شکلی ۳۳ ارائه شده است. ملاحظه می گردد که تغییرات بستر در این شرایط نسبتاً مناسب است و میزان پرشدگی گودال دوم نیز افزایش یافتهاست. آنچه مشخص است برای تعیین فواصل مناسب گودال ها از یکدیگر نمی توان نسخه واحدی را تجویز نمود و باید تاثیر آنها در هر نقطه نسبت به هم و بر مسیر جریان سنجیده شود.

۷- ضرورت ساماندهی رودخانه و محافظت از سیفون معکوس بالارود

همانطوریکه اشاره شد در صورت توقف عملیات برداشت مصالح رودخانهای مطابق شکلی ۳۵ با مدل سازی مسیر در طول مدت ۱۰ سال، کاهش تراز بستر نه تنها بهبود نیافت بلکه افتی در حدود ۴ متر را نشان میدهد. زیرا در اثر برداشت مصالح در پائین دست و وقوع پدیده برش بالادست آبشستگی تا کناره دیواره سیفون ادامه یافته و با کاهش تراز بستر موجب بیرون زدگی سیفون از کف بستر گردیده است. در نتیجه این سازه مانند دراپ عمل نموده و با عبور سیلابها و ریزش جریان از روی آن و ایجاد جریانهای ثانویه، آبشستگی در مجاورت آنرا دوچندان نموده و مشکلات پایداری را برای این سازه بوجود اورده است. لذا جهت کاهش شیب بستر ضروری است از سازهای استفاده شود که علاوه بر تثبیت بستر با افزایش افت جریان باعث کاهش سرعت جریان گردد. براین اساس سرریز گابیونی پله کانی پشنهاد شده توسط احدیان و همکاران برای تثبیت بستر در مجاورت سیفون بالارود به مدل معرفی گردید تا عملکرد آن بررسی گردد، که به خلاصهای از آن ذیلاً اشاره می گردد. جهت ساماندهی رودخانه بالارود سه حالت مختلف سرریز گابیونی شیب دار، سرریز گابیونی پلکانی و سرریز گابیونی قائم بررسی گردیده است

1-مقدمه 73

2-اطلاعات ورودی به مدل 73

2-1-شبه آبراهه 74

2-2-مقاط عرضی رودخانه 75

2-3-معرفی شرایطی هیدرودینامیک مدل 75

2-3-1-تعیین ضریب زبری درمجرای اصلی 76

2-3-2-معرفی دانه بندی مواد بستر رودخانه به مدل 78

2-4-معرفی شرایط مرزی به مدل 78

3-کالیبراسیون برنامه 79

4-بررس عمق آبشستگی در دراز مدت 82

5-شبیه سازی اثرات چاله های برداشت برمورفولوژی رودخانه وعمق آبشستگی در پایین دست سیفون معکوس 83

5-1-بررسی اثرات گودالها در فاصله های مورد نظر 84

5-2-مقایسه اثرات گودال برداشت درفاصله 1 کیلومتری باافزایش دبی پیک سیلاب 87

5-3-تعیین عمق وفاصله اولین محل برداشت نسبت به سیفون معکوس 87

5-4-تعیین سایر محل های مناسب برداشت مصالح رودخانه ای ونرخ مجاز برداشت 88

6-شبیه سازی گودال های برداشت برمورفولوژی رودخانه وعمق آبشستگی در بالادست سیفون معکوس 90

6-1-ایجاد گودال درفاصله های مورد نظر 90

6-2-اثرات برداشت مصالح برتراز سطح اب رودخانه درمحل سیفون 93

7-ضرورت ساماندهی رودخانه ومحافظت از سیفون معکوس بالارود 94

7-1-سرریز توریسنگی شیب دار 94

7-2-سرریزهای توریسنگی پلکانی 94

7-3-سرریزقائم توریسنگی 95

8-بررسی گزینه پیشنهادی مشاور ومعرفی آن به مدل 95

9-بررسی پایداری سازه با اعمال اثرات گودال های برداشت درمحدوده مجاز تعیین شده 97

نتایج شبیه سازی چاله مستطیلی در دوره انتقال و انتشار

نتایج شبیه سازی چاله مستطیلی در دوره انتقال و انتشار

فصل ششم:نتیجه گیری وپیشنهادات

1-نتیجه گیری 100

2-پیشنهادات 102

منابع وماخذ 104

فهرست منابع فارس 104

فهرست منابع لاتین 105

چکیده انگلیسی 107

فهرست جداول

1-نسبت بار بستر به بارمعلق طبق برسری های کاراشف 39

2-جنس مواد بستر وتاثیرآن درمقدار شیب واصطکاک مجرا 42

3-خلاصه مشخصات ایستگاه های آبسنجی مورد مطالعه 51

4-حداکثر دبی لحظه ای رودخانه بالارود درایستگاه دوکوهه بدون تطویل داده ها 53

5-متوط حجم باربستر دریک دوره 17 ساله درمحدوده مورد نظر 57

6-موقعیت مقاطع عرضی وفاصله بین آنها 74

7-نتایج دانه بندی ذرات بستر براساس نتایج نمونه برداری وآنالیز آزمایشگاهی 78

8-مشخصات هیدرولیکی مقطع انتهایی بازه مورد مطالعه بازای دبی های مختلف 79

9-مشخصات فیزیکی سرریز گابیونی پلکانی 95

فهرست شکلها

1-تغییرموقعیت وابعاد گودال برداشت باگذشت زمان 3

2-اثرات سوء برداشت مصالح رودخانه ای درتعدادی ازرودخانه های کشور 10

3-پارامترهای بکاررفته درروش احمدی 16

4-نمایش ترسیمی روابط روش احمدی 19

5-حرکت شماتیک چاله برداشت 29

6-نتایج شبیه سازی چاله مستطیلی دردوره انتقال وانتشار 29

7-چاله ذوزنقه ای ساده 32

8-چاله مستطیلی ساده 35

9-نمودار تغییرات نسبت باربستر به بار معلق باتوجه به شیب 40

10-دیاگرام تعادل بین بین دبی جریانودبی رسوبات 41

11-مراحل توسعه حفره آبشستگی 46

12-موقعیت کلی منطقه 48

13-موقعیت عمومی حوزه آبریز رودخانه بالارود وجانمایی ایستگاه های هیدرومتری 49

14-برازش دبی های حداکثر لحظه ای باتویع لاگ پیرسون نوع سوم 54

15-برازش دبی های حداکثر لحظه ای باتوزیع لاگ پیرسون نوع سوم 54

16-هیدروگراف شاخص طغیان ها دررودخانه بالارود 55

17-کانال وشبکه بندی به طریق زیگزاگ 65

18-شبکه معالده 6 نقطه ای ابوت 65

19-لایه های چندگانه بستر 69

20-موقعیت مقاطع عرضی درطول مسیر 73

21-مقایسه نتایج معادلات انتخابی دربراورد تراز بستر بامقادیر مشاهداتی 80

22-تغییرات تراز سطح آب وپروفیل بستردرطول سیلاب 2ساعته 81

23-دبی ورودی به مدل به عنوان شرایط مرزی دربالادست  82

24-مقایسه تغییرات تراز بستر محاسباتی ومشاهداتی 82

25-بررسی تغییرات بستر دریک دوره 10 ساله 83

26-تغییرات تراز بستر رودخانه بالارود درپایین دست سیفون باتغییر عمق گودبرداری 85

27-تغییرات تراز بستر رودخانه بالارود درپایین دست سیفون باتغییر عمق گودبرداری 85

28-تغییرات تراز بستر رودخانه بالارود درپایین دست سیفون باتغییر عمق گودبرداری 86

29-تغییرات تراز بستر رودخانه بالارود درپایین دست سیفون نسبت به تغییرابعاد گودال ومقایسه نتیاج باشرایط مبنا 86

30-تغیرات تراز بستر رودخانه باافزایش دوره بازگشت سیلاب پس ازایجاد گودال 87

31-تغییرات تراز بستر رودخانه قبل وبعداز ایجاد گودالها پس از سیلاب  88

32-تغییرات تراز بستر رودخانه قبل وبعد ازایجاد گودال ها پس از سیلاب 89

33-تغیرات تراز بستر رودخانه قبل وبعداز ایجاد گودالها پس از سیلاب 89

34-مقایسه تغییرات بستر دربالادست سیفون باافزایش عمق گودال از 2به4 متر 91

35-تغییرات تراز بستر رودخانه بالارود دربالادست سیفون باتغییر عمق گودبرداری 91

36-تغییرات تراز بستر رودخانه بالارود دربالادست سیفون باتغییر عمق گودبرداری 92

37-تغییرات تراز بستر رودخانه بالارود دربالادست سیفون نسبت به تغییر ابعاد گودال ومقایسه نتایج باشرایط مبنا 92

38-تغییرات تراز سطح آب پس از ایجاد گودال برداشت 93

39-سرریز گابیونی شیبدار 94

40-سرریز گابیونی پلکانی 95

41-سرریز گابیونی قائم 95

42-تغییرات عدد فرود پس از احداث سریز گابیونی پله کانی 96

43-تغییرات تراز بستر پس از عبوردبی بادوره بازگشت 50 سال درطول مسیر 97

44-تغییرات تراز بستر پس از عبور دبی بادوره بازگشت 50 سال درمحدوده سازه سرریز 97


Abstract

The study area is part of Balaroud River located in south west of Iran. Sand

and gravel factories extract annual m from Balaroud River. Excessive and

illegal sand and gravel mining in stream, causes several changes in river slope and

degradation of riverbed which threats the piers of bridges and inverted siphon. The

aim of the present paper is to predicate bed river change in Balaroud River and near

the inverted siphon with mike modeling for consider the pit mining effect with

change the dimension and distances from inverted siphon. Mike is onedimensional

numerical modeling and General River modeling system developed by

DHI. For calibration the estimated scour depth downstream of inverted siphon with

depth maximum bed elevation witch has been measured after flood with return

period was matched. Result shows minimum distance from siphon that need to

forbid for sand and gravel mining in up stream and down stream.


مقطع : کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

خرید فایل pdf و سفارش فایل word

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید