معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. جمهوری اسلامی ایران معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور آاهنمای محاسه با ۳ راضمای به بار رسوب معلق و سر رو فشریه شمطاره ۵۹۰ معاونت نظارت راهبردی وزارت نیرو امور نظام فنی دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا 30۳ ۱۳۱۳/7 ۱۳۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ریاست جمهوری معاون برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس‌جمهور شماره: یگ ۱۳۸۸۲۵ بخشنامه به دستگاه‌های اجرایی. مهندسان مشاور و پیمانکاران ۱۳۹ موضوع: راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه به استناد ماده (۲۳) قانون برنامه و بودجه و ماده (۶) آیین‌نامه استانداردهای اجرایی طرح‌های عمرانی - مصوب سال ۱۳۵۲و در چارچوب نظام فنی و اجرایی کشور (موضوع تصویبنامه شماره ۹ رت ۳۹۷ مورخ ۱۳۸۵/۴/۲۰ هیأت محترم وزبران). به پیوست نشریه شماره ۵۹۰ امور نظام فنی. با عنوان «راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه» از نوع گروه سوم ابلاغ می‌شود. رعایت مفاد این ضابطه برای دستگاه‌های اجرایی. مشاوران. پیمانکاران و سایر عوامسل ذُی‌نفشع نظام فنی و اجرایی در صورت نداشتن ضوابط معتبر بهتر. از تاریخ ۱۳۹۱/۱۰/۱ اجباری است. ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- اصلاح مدارک فنی امور نظام فنی معاونت برنامه ریزی 9 نظارت راهبردی رییس جمهور. با استفاده از نظر کارشناسان برجسته مبادرت به تیه این نشریه نموده و آن را برای استفاده به جامعه مهندسی کشور عرضه نموده است. با وجود تلاش فراوان» این اثر مصون از از این‌رو» از ُسما خواننده گرامی صمیمانه تقاضا دارد در صورت مشاهده هرگونه ایراد و اشکال فنی مراتب را به صورت زیر گزارش فرمایید: (- تسماره بند و صفحه موضوع مورد نظر را مشخص کنید. ۳- ایراد مورد نظر را به صورت خلاصه بیان دارید. ۳- در صورت امکان متن اصلاح شده را برای جایگزینی ارسال نمایید. ۳- نشانی خود را برای تماس احتمالی ذکر فرمایید. کارشناسان این آمور نظرهای دریافتی را به دقت مطالعه نموده و اقدام مقتضی را معمول خواهند داشت. پیشاپیش از همکاری و دقت نظر جنابعالی قدردانی می‌شود. نشانی برای مکانیه: تهران» میدان بهارستان, خیابان صفی علی‌شاه - مرکز تلفن ۳۳۲۷۱ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهورء امور نظام فنی ۱۱۱۱۲۱ مت ود ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- بسمه تعالی بار رسوبی از جمله عوامل مهم تاثیرگذار در عملکرد هیدرولیکی و ساختار ریخت‌شناسی رودخانه‌ها تلقی می‌شود. به‌علاوه اقدامات مهندسی و بهره‌برداری از منابع آب رودخانه‌ها در گروی آگاهی از کمیت بار رسوبی آن می‌باشد. از این‌رو استفاده از روش‌های مناسب برای محاسبه رسوب از دیرباز مورد توجه متخصصین مسایل رودخانه‌ای قرار گرفته و با توجه به تنوع طرح‌های مهندسی و کاربردهای میدانی» آگاهی از شیوه‌های کارآمد برای هریک از روش‌های محاسبه بار معلق و بار بستر را الزام آور نموده است. از طرفی روش‌های محاسباتی در مهندسی رسوب به‌دلیل تنوع طبیعت رودخانه‌ها از پیچیدگی و ظرافت خاصی برخوردار است. این واقعیت نگرشی فراگیر به مقوله‌های حاکم بر فرآیند انتقال رسوب را در انتخاب روش‌های مناسب محاسباتی طلب می‌نماید. در تنظیم نشریه چنین ملاحظاتی مدنظر قرار گرفته و در بخش‌های مختلف آن ضمن معرفی دیدگاه‌های نظری» روش‌های محاسباتی با بهره‌گیری از منابع تخصصی و تجارب موجود به‌گونه‌ای تنظیم گردیده که استفاده کنندگان با تکیه بر الگوهای محاسباتی ارائه شده» روش مناسب را در تعیین کمیت رسوب رودخانه اعم از باریسترء بارمعلق و بارکل انتخاب نمایند. با توجه به اهمیت مبحث فوق» آمور آب وزارت نیرو در قالب طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشورء تهیه نشریه «راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه» را با هماهنگی آمور نظام فنی معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهور در دستور کار قرارداد و پس از تهیه» آن را برای تایید و ابلاغ به عوامل ذینفع نظام فنی اجرایی کشور به این معاونت ارسال نمود که پس از بررسی, براساس ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه و آیین‌نامه استانداردهای اجرایی مصوب هیات محترم وزیران و طبق نظام فنی اجرایی کشور (مصوب ۴۲۳۳۹/ت ۳۳۴۹۷ مورخ ۱۳۸۵/۴/۲۰ هیات محترم وزیران) تصویب و ابلاغ گردید. بدین وسیله معاونت نظارت راهبردی از تلاش و جدیت رییس آمور نظام فنی جناب آقای مهندس غلامحسین حمزه مصطفوی و کارشناسان محترم امور نظام فنی و نماینده مجری محترم طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور وزارت نیروء جناب آقای مهندس محمد ابراهیم نیا و متخصصان همکار در امر تهیه و نهایی نمودن این نشریه» تشکر و قدردانی می‌نماید و از ایزد منان توفیق روزافزون همه‌ی این بزرگواران را آرزومند می‌باشد. امید است متخصصان و کارشناسان با ابراز نظرات خود درخصوص این نشریه ما را در اصلاحات بعدی یاری فرمایند. معاون نظارت راهبردی پاییز ۱۳۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- تهیه و کنترل راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه (نشریه شماره ‎)۵٩۹۰ مولف اصلی: فیروز بهادری خسروشاهی ‏ دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی دکترای عمران - آب اعضای گروه ترهیه کننده: یوسفعلی احمدی شرکت مهندسان مشاور آب و عمران فراز اندیش فوق‌لیسانس مهندسی محیط زیست حسن نقوی شرکت مدیریت منابع آب ایران فوق‌لیسانس منابع آب محمدحسین حامدی دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی دکترای عمران- هیدرولیک فاطمه بهادری خسروشاهی شرکت مهندسان مشاور آب و عمران فراز اندیش فوق‌لیسانس مهندسی محیط زیست فیروز بهادری خسروشاهی دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی دکترای عمران - آب مجتبی شوریان شرکت مهندسین مشاور سازه‌پردازی ایران دکترای منابع آب محمد ابراهیم بنی‌حبیب دانشگاه تهمران دکترای عمران - آب کیاندخت کباری کارشناس آزاد لیسانس مهندسی راه و ساختمان غلامرضا نیک‌صفت شرکت آب پویش‌گران نوین فوق لیسانس مهندسی منابع آب اعضای گروه تایید کننده (کمیته تخصصی مهندسی رودخانه و سواحل طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور): محمود افسوس شرکت مهندسین مشاور سازه‌پردازی ایران فوق‌لیسانس مهندسی هیدرولیک محمدابراهیم بنی‌حبیب دانشگاه تهران دکترای عمران - آب محمدحسن چیتی شرکت مهندسین مشاور ساز آب‌پردازان فوق‌لیسانس مهندسی سازه‌های آبی فریدون خزاعی انجمن شرکت‌های ساختمانی فوق‌لیسانس مهندسی راه و ساختمان آب کشور - وزارت نیرو شکور سلطانی شرکت مدیریت منابع آب دکترای مهندسی آب حسام فولادفر موسسه تحقیقات آب فوق‌لیسانس مهندسی هیدرولیک سید کمال الدین نوری وزارت کشور لیسانس مهندسی کشاورزی جبار وطن‌فدا وزارت نیرو فوق‌لیسانس مهندسی سازه‌های هیدرولیکی اعضای گروه هدایت و راهبردی پروژه: خشایار اسفندیاری رییس گروه آمور نظام فنی فرزانه اقارمضانعلی رییس گروه آمور نظام فنی ساناز سرافراز کارشناس منابع آب آمور نظام فنی -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست مطالب عنوان مقدمه فصل اول - چگونگی جمع‌آوری آمار و اطلاعات پایه ۱-۱- کلیات ۳-۱- اهمیت تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها ۳-۱- اثرهای انتقال رسوب بر رفتار رودخانه و عملکرد مخازن سدها ۴-۱- منابع تغذیه رسوبی رودخانه‌ها ۵-۱- داده‌های آماری آبدهی, غلظت. باربستر و مواد بستر ۶-۱- بازدید و بررسی ایستگاه‌های آب‌سنجی و رسوب‌سنجی و محدوده مطالعاتی ۷-۱- گردآوری اطلاعات پایه مورد نیاز ۱-۷-۱- اطلاعات هواشناسی ۲-۷-۱ داده‌های هیدرولوزیکی ۳-۷-۱- مشخصات هندسی رودخانه ۳-۷-۱ کاربری اراضی و پوشش گیاهی ۵-۷-۱- اطلاعات مربوط به نوع خاک و خصوصیات مکانیکی ۸-۱- گزارش‌هاء نقشه‌ها و تصاویر ماهواره‌ای فصل دوم - مروری بر عوامل موثر بر انتقال رسوب ۱-۲- کلیات ۲-۲- حوضه آبریز و خصوصیات فیزیوگرافیک آن ۳-۲ هواشناسی و هیدرولوژی ۴۳۲ ریخت‌شناسی ۵-۲- دانه‌بندی و لایه‌بندی مواد رسوبی بستر و کناره‌ها ۶-۲۳ هیدرولیک جریان ۲ زمین‌شناسی ۸-۲ کاربری اراضی» پوشش گیاهی و نوع خاک ۹-۲- سازه‌های آبی و اقدامات حفاظتی ۱۰-۲- برداشت مصالح فصل سوم طبقه‌بندی انواع فرسایش و انتقال رسوب در رودخانه‌ها ۱-۳- کلیات ۱۱ ۱۳ ۱۳۴ ۱۳ ۱۳ ۱۳۴ ۱۳۴ ۱۵ ۱۷ ۱۹ ۱۹ ۱۹ ۳۱ ۳۱ ۲۳۳ ۲۳۳۴ ۳۳۴ ۳۵ ۳۷ ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۲-۳- شکل‌های مختلف انتقال رسوب در رودخانه‌ها ۱-۲-۳- بار معلق ۳-۲-۳ باربستر ۳-۲-۳ بار مواد بستر ۴-۲-۳ بارکل ۵-۳-۳- جریان‌های باغلظت بالا ۳-۳- انواع فرسایش ۱-۳-۳- فرسایش موضعی ۲-۳-۳ فرسایش عمومی ۳-۳-۳- فرسایش کناره‌ای فصل چهارم- روش‌های محاسبه بار معلق ۱-۴- کلیات ۲-۴- محاسبه بار معلق در شرایط وجود آمار ۱-۳-۴ روش منحنی سنجه رسوب ۳-۲-۴ روش منحنی بده کلاسه ۳-۴- محاسبه بار معلق در شرایط عدم وجود آمار رسوب ۱-۳-۴- روش ایستگاه مبنا ۲-۳-۴ روش منطقه‌ای محاسبه بار معلق رسوب ۳-۳۳ روش تجربی ۴-۳-۴- استفاده از معادلات انتقال رسوب معلق (روش تئوریک) ۵-۳-۴- کاربردی کردن معادلات تئوریک ۴-۴- محاسبه بار معلق در شرایط عدم وجود آمار ۱-۴-۴- روش هیدرولوژی ۳-۴-۴ روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک فصل پنجم- روش‌های محاسبه باربستر ۱-۵- کلیات ۳-۵- تعیین باربستر در شرایط وجود آمار ۱-۲-۵- بررسی آمار بده جریان و بده رسوب بستر ۳۹ ۳۱ ۳۳ ۳۳۴ ۳۳۴ ۳۵ ۳۵ ۳۶ ۳۷ ۳۹ ۳۱ ۴۱ ۳۲ ۵۸۵ ۵۸۸ ۵۸۸ ۶۳ ۶۴ ۶۶ ۷۸ ۲ ۸۲ ۸۴ ۸٩۹ ۹۱ ۹۱ ۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۳-۲۵ تعیین رابطه نمایی و ترسیم منحنی سنجه‌رسوب ۳-۲-۵- تعیین باربستر روزانه ماهانه و سالانه ۳-۵- تعیین باربستر از بار معلق ۴۵ تعیین باربستر از معادلات تئوریک (با فرض وجود آمار آبدهی) ۱-۳۴-۵- بررسی معادلات بار بستر و انتخاب معادللات مناسب ۵-۵ تعیین بار بستر در شرایط عدم وجود آمار (روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک) فصل شسشم- تعیین بارکل رسوب یا بارمواد بستر در رودخانه‌ها ۱-۶- کلیات ۳-۶ تعیین بارکل براساس آمار موجود ۳-۶ تعیین بارکل براساس آمار رسوب معلق ۴-۶ تعیین بارکل با استفاده از معادلات تئوریک (با وجود آمار آبدهی) ۱-۴-۶- بررسی آمار آبدهی و انتخاب دوره آماری ۲-۴-۶ بررسی معادلات انتقال رسوب و انتخاب معادله مناسب ۳-۴-۶ اندازه‌گیری‌های میدانی ۵-۶- تعیین بارکل(بارمواد بستر) با استفاده از مدل ریاضی فرسایش و رسوب ۶-۶ تعیین بارکل در شرایط عدم وجود آمار (روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک) فصل هفتم - روش‌های برآورد رسوب‌گذاری در مخازن سدها ۱-۷- کلیات فصل هشتم - توصیه روش‌های محاسبه باربستر و بار معلق و بارکل برای انواع رودخانه‌ها ۱-۸- کلیات ۱-۱-۸- بررسی آنواع رودخانه‌ها از دیدگاه انتقال رسوب ۳-۱-۸ روش‌های مناسب محاسبه بار بستر و بارکل در رودخانه‌های مختلف ۳-۱-۸ روش‌های مناسب محاسبه بار معلق در رودخانه‌های مختلف پیوست منابع و مراجع ۹۱ ۹۲ ۹۴ ۹۶ ۹۷ ۱۰۳ ۱۱۳۴ ۱۱۵ ۱۱۶ ۱۱۷ ۱۱۹ ۱۳۱ ۱۳۳ ۱۳۳ ۱۳۳ ۱۲۳۳ ۱۲۳۷ ۱۹۷ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۱-۱- نمونه‌هایی از عوارض رسوبی تشکیل شده در بستر رودخانه ۶ شکل ۲-۱- نمایش نحوه انباشت رسوب در مخزن و وقوع کف‌کنی در بازه‌های پایین‌دست ۶ شکل ۳-۱- تاثیر اندازه دانه‌های رسوب حمل شده در شکل مقطع جریان ۷ شکل ۴-۱- نمونه‌ای از روند تغییرات زمانی غلظت مواد روسوبی معلق ی شکل ۵-۱- نمونه‌هایی از دستگاه‌های باربستر در رودخانه‌ها ۱۰ شکل ۶-۱- نمونه‌ای ازحر کت نوسانی باربستر در رودخانه‌ها ۱۰ شکل ۷-۱- نمونه‌ای از نحوه توزیع دانه‌بندی مواد بستر در رودخانه‌ها ۱۱ شکل ۸-۱- اندازه‌گیری هم‌زمان بده جریان» غلظت رسوب و دمای آب ۲ شکل ۱-۲- هیدروگراف جریان و نمودار تغییرات غلظت متاثر از فرسایش خاک ۲۳۰ شکل ۲-۲- نحوه توزیع سرعت جریان و تاثیر آن در انتقال بار معلق و باربستر ۲۳۲ شکل ۳-۲- ناحیه‌بندی نحوه انتقال رسوب براساس مشخصه‌های هیدرولیک جریان و اندازه دانه ۲۳۲ شکل ۴-۲- شکل‌های مختلف انتقال رسوب در مسیر رودخانه‌ها ۲۳۳ شکل ۵-۲- تاثیرپذیری رژیم رسوبی رودخانه از سد مخزنی ۳۵ شکل ۶-۲- چگونگی بروز آثار برداشت مصالح رودخانه‌ای از دیدگاه انتقال رسوب ۲۶ شکل ۱-۳- شکل‌های مختلف انتقال مواد رسوبی در رودخانه‌ها ۳۹ شکل ۲-۳- نحوه معلق شدن دانه‌های رسوب موجود در بستر در اثر پدیده تلاطم ۳۰ شکل ۳-۳- نحوه جابجایی مواد رسوبی در بستر رودخانه و مفهوم لایه باربستر ۳۲ شکل ۴-۲- محدوده بار بستر براساس ناحیه‌بندی باگنولد ۳۲ شکل ۵-۳- نمونه‌ای از شکل‌گیری تلماسه‌ها ناشی از پدیده باربستر در رودخانه‌ها ۳۳ شکل ۶-۲- نمودار تغییرات بار موادبستر برحسب سرعت جریان ۳۴ شکل ۷-۳- فرسایش عمومی در پایین‌دست سدمخزنی ناشی از تله‌اندازی رسوب در بالادست و افزایش ظرفیت انتقال در شکل ۸-۳- نمونه‌ای از فرسایش کناره‌ای و جابجایی عرضی در رودخانه‌ها ۳۷ شکل ۱-۴- منحنی سنجه‌رسوب و معادله نمایی نظیر و خطوط معرف محدوده تغییرات غلظت (رودخانه شاهرود - ایستگاه لوشان) ۳۵ شکل ۴ ۲ نمونه‌ای از برازش منحنی سنجه رسوب برای دو محدوده بده جریان متفاوت (رودخانه قزل آوزن - ایستگاه گیلوان) ۴۵ شکل ۴-۴- نمونه‌ای از روند تغییرات آبدهی روزانه ( 97 رودخانه‌ها یا هیدروگراف جریان سالیانه (شاهرودء ایستگاه لوشان - سال آبی ۱۳۴۸-۴۹) ۵۰ شکل ۵-۴- نمونه‌ای از روند تغییرات رسوب‌دهی روزانه ( ,0)) رودخانه‌ها یا هیدروگراف رسوب سالیانه (شاهرود» ایستگاه لوشان - سال آبی ۱۳۴۸-۴۹) 5 -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان صفحه شکل ۶-۴- روند تغییرات رسوب‌دهی ماهانه (شاهرود.ء ایستگاه لوشان - سال آبی ۴۹- ۱۳۴۸) ۵۹۱ شکل ۷-۴- نمونه‌ای از روند تغییرات زمانی بارروسوبی معلق در ماه‌های مختلف سال (شاهرود» ایستگاه لوشان - سال آبی ۴۹- ۳۳۸( ۲ شکل ۸-۴- نمونه‌ای از نمودار تغییرات بار معلق سالیانه یا رژیم رسوبی و متوسط دوره آماری در رودخانه‌ها ۳ (رودخانه شاهرود.ء ایستگاه لوشان دوره آماری ۲۰ ساله) ۴ شکل ۹-۴- نحوه نمایش روند تغییرات متوسط بار معلق ماهانه یا رزیم رسوب‌دهی ماهیانه و مقادیر حداکثر و حداقل رودخانه در دوره آماری (رودخانه شاهرود. ایستگاه لوشان دوره آماری ۲۰ سالهء ۱۳۴۷-۶۷) دی شکل ۱۰-۴- نمونه‌ای از منحنی دوام جریان (بده کلاسه) رودخانه مورد استفاده در تعیین متوسط بار رسوبی سالیانه (رودخانه شاهرودء ایستگاه لوشان» دوره آماری ۲۰ ساله» ۱۳۴۷-۶۷) ۵۶ شکل ۱۱-۴- منحنی‌های دوام جریان ایستگاه مبنا و ایستگاه فاقد آمار رسوب برای تعیین متوسط رسوب سالیانه (رودخانه شاهرود. ایستگاه لوشان (مبنا) و ایستگاه رجایی دشت (دوره آماری ۲۰ سالهء ۱۳۴۷-۶۷) :۶ شکل ۱۲-۴- منحنی‌های دوام جریان رسوب در ایستگاه مبنا و بازسازی شده برای ایستگاه فاقد آمار (رودخانه شاهرود.ء ایستگاه لوشان (مبنا) و ایستگاه رجایی دشت) (دوره آماری ۲۰ ساله, ۱۳۴۷-۶۷) ۶۱ سمنان) ۶۴ شکل ۴ ۱۵ نمودار تغییرات غلظت نسبی مواد معلق برحسب عمق نسبی در رودخانه‌ها براساس معادله راس و مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی ۶۹ شکل ۱۶-۴- نمودار رابی برای تعیین سرعت سقوط دانه‌های رسوب ۶۹ شکل ۱۷-۴- منحنی‌های بروکس برای تعیین غلظت بار معلق در رودخانه‌ها ۷۳۱ شکل ۱۸-۴- نمودار تغییرات | برحسب پم در روش بروکس ها شکل ۱۹-۴- منحنی‌های کالینسک برای تعیین پارامتر 8 در معادله غلظت ۷۲ شکل ۲۰-۴- تابع را بر حسب پارامتر وچ و مقادیر مختلف و2 اتف شکل ۲۱-۴- تابع دا بر حسب ی مقادیر مختلف د7 ۷۳۴ شکل ۲۲-۴- فاکتور تصحیح ‎٩‏ بر حسب زبری نسبی بستر ۴,/0 در روش انشتین ۳۵ شکل ۲۳-۴- منحنی‌های تابع | بر حسب پارامتر ۸ برای مقادیر مختلف ل در روش انشتین ۷۶ شکل ۲۴-۴- منحنی‌های تابع دا بر حسب پارامتر ۸ برای مقادیر مختلف 2 در روش انشتین ۷۷ شکل ۲۵-۴- نمونه‌ای از اندازه‌گیری غلظت و تعیین غلظت مبنا (,)) در رودخانه‌ها - رودخانه تیزا ( ۵0۳ 131۷6۴ 11۵2۵ 10 ۳ 120۷) از شعبات دانوب ۷۸ شکل ۲۶-۴- نمودار شیلدز برای تعیین بم7 برحسب قطر دانه‌ها - 0 ۷۹ شکل ۲۷-۴- نمونه‌ای از الگوی دانه‌بندی مواد بستر در رودخانه‌ها ۸ شکل ۲۸-۴- نمونه‌ای از توزیع دانه‌بندی مواد بستر و مشخص کردن کلاس‌های مختلف دانه‌بندی ۸ شکل ۲۹-۴- نمونه‌ای از مقطع جریان در رودخانه و مشخصات هندسی آن مورد استفاده در تعیین بار رسوبی ۸ شکل ۳۰-۴- نمونه‌ای از منحنی‌های ۸ ۳ 1۹ بر حسب تراز آب (اشل) در رودخانه» مورد استفاده در تعیین بار رسوبی ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان صفحه شکل ۳۱-۴- نمودار لانگبین- شوم برای تعیین بار رسوبی معلق سالیانه اند شکل ۳۲-۴- نمونه‌ای از منحنی‌های تیپ 5-5 برای توزیع رگبارها ۸۵ شکل ۳۳-۴- نمونه‌ای از هیتوگرام رگبار دو ساعته, الگوی توزیع بارندگی ۸۵ شکل ۳۴-۴- نمونه‌ای از منحنی‌های همباران و تعیین بارش متوسط حوضه برای رگبارها ۸۶ شکل ۳۵-۴- هیدروگراف واحد بی‌بعد 525 ۸۷ شکل ۱-۵- منحنی سنجه باربستر (رودخانه کارون ایستگاه ملاثانی) ند شکل ۲-۵- نمودار تجربی نسبت باربستر به بار معلق در رودخانه‌ها ۹۵ شکل ۳-۵- روند نمای مراحل مختلف تعیین باربستر سالیانه از بار معلق سالیانه ۹۶ شکل ۴-۵- نمودار تغییرات م7 برحسب 0 در رابطه دوبویز ۹۷ شکل ۵-۵- نمودار تعیین م7 برحسب ل در روش شیلدز ۹1۸ شکل ۶-۵- نمودار کالینسک برای تعیین بار بستر ۹۹ شکل ۷-۵- نمودار تابع بار بستر انشتین <- براون برحسب عدد شیلدز ۱۳۱ شکل ۸-۵- نمونه‌ای از مقطع جریان رودخانه در ایستگاه آب‌سنجی مورد استفاده در تعیین بار رسوبی ۱۱ شکل ۱-۶- نمودار لارسن رای تعیین تابع (*)۲ ۱۱۲ َ شکل ۲-۶- نمودار تعیین ضریب تصحیح م۵ در روش باگنولد ۱۱۳ شکل ۳-۶- نمودار تعیین پارامتر ‏ در روش باگنولد ۱۳ شکل پ. ۱- نمودار توزیع عمقی غلظت و غلظت متوسط در روش راس ۱۳۰ شکل پ. ۲- هیدروگراف واحد شش ساعته برای حوضه‌ابریز مورد نظر ۱۳۴ شکل پ. ۳- الگوی توزیع بارش شش ساعته یا هیتوگرام رگبار در حوضه آبریز مورد نظر ۱۳۵ شکل پ. ۴- هیدروگراف سیلاب به دست امده از روش هیدروگراف واحد برای دوره بازگشت‌های مختلف در حوضه‌ابریز مورد نظر ۱۳۸ شکل پ. ۵- مقطع جریان رودخانه برای تعیین بار رسوبی معلق ۱۳۹ شکل پ. ۶- منحنی سنجه‌رسوب و معادله نمایی آن برای تعیین بار معلق به دست آمده از هیدروگراف سبلاب‌ها ۱۳۴۰ شکل پ. ۷- منحنی سنجه‌رسوب و معادله نمایی آن برای تعیین باربستر به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌ها ۱۳۸ شکل پ. ۸- منحنی سنجه رسوب و معادله نمایی آن برای تعیین بارکل به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌ها ۱۹۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست جدول‌ها عنوان جدول ۱-۱- بررسی وضعیت ایستگاه‌های آب‌سنجی و رسوب‌سنجی موجود و ارائه پیشنهادات جدول ۱-۲- چگونگی تاثیرپذیری بار رسوبی حمل شده از خصوصیات ریخت‌شناسی رودخانه‌ها جدول ۱-۳- معیار معلق شدن دانه‌های رسوب در رودخانه‌ها براساس نظریات محققین مختلف جدول ۴ ۱- نمونه‌ای از ثبت هم‌زمان بده جریان روزانه ( 0 » غلظت (-۲) و تناز رسوب روزانه ( ,0) در یک ایستگاه آب‌سنجی جدول ۴ ۲ مقادیر ابدهی روزانه (04)) بر حسب مترمکعب بر ثانیه برای یک سال آبی» مورد استفاده در تعیین تناز رسوب روزانه جدول ۳-۴- مقادیر بار رسوبی روزانه ((10/4۵ 1000) برای یک سال آبی براساس معادله نمایی رسوب جدول ۴-۴- مقادیر بار رسوبی ماهانه (4010 1000) برای یک سال آبی براساس جمع بار رسوب روزانه جدول ۵-۴- نمونه‌ای از تنظیم جدول مقادیر رسوب ماهانه و سالیانه (۱۰۰۰ تن) برای دوره آماری مورد نظر جدول ۶-۴- تنظیم جدول محاسباتی برای ترسیم منحنی دوام جریان جدول ۷-۴- تشکیل جدول محاسباتی برای تعیین متوسط رسوب معلق سالیانه به‌روش منحنی دوام جریان جدول ۸-۴- مراحل محاسباتی تعیین متوسط بار رسوبی سالیانه ایستگاه فاقد امار رسوب براساس ایستگاه مبنا جدول ۹-۴- مقادیر ۵ و 1 در معادله نمایی رسوب برای پوشش‌های گیاهی مختلف جدول ۱۰-۴- نسبت‌های هیدروگراف بدون بعد 525 جدول ۱-۶- مواردی از مدل‌های ریاضی متداول در تعیین باررسوبی رودخانه‌ها جدول ۱-۸- روش‌های مناسب توصیه شده برای تعیین باربستر در رودخانه‌های کوهستانی جدول ۲-۸- روش‌های مناسب توصیه شده برای تعیین باربستر در رودخانه‌های شریانی جدول ۳-۸- روش‌های مناسب توصیه شده برای تعیین بار مواد بستر یا بارکل در رودخانه‌ها جدول ۴-۸- روش‌های مناسب توصیه شده برای تعیین بار معلق در رودخانه‌ها جدول پ. ۱- داده‌های مورد نیاز برای تعیین بار معلق رودخانه جدول پ. ۲- تعیین غلظت متوسط در روش راس جدول پ. ۲- مقایسه مقادیر بار معلق روزانه به دست آمده از روش‌های مختلف جدول پ. ۴- خصوصیات هیدرولیک جریان, دانه‌بندی و مشخصه‌های فیزیکی آب در مثال کاربردی ۲ جدول پ. ۵- داده‌های مورد نیاز برای تعیین بار معلق رودخانه در شرایط عدم وجود داده‌های اماری بده جریان جدول پ. ۶- مشخصات فیزیوگرافی و پارامترهای هیدروگراف واحد حوضه‌آبریز مورد نظر جدول پ. ۷- مقادیر بارندگی برای دوره بازگشت‌های مختلف برای بارش شش ساعته جدول پ. ۸- ضریب جریان برای سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف جدول پ. ۹- نحوه استخراج هیدروگراف سیلاب با دوره بازگشت‌های مختلف (دو سال) برای حوضه آبریز موردنظر جدول پ. ۱۰- مقادیر بده جریان سیلاب با دوره بازگشت‌های مختلف برای تعیین بار رسوبی (13/۹5) جدول پ. ۱۱- مشخصات هیدرولیکی رودخانه برای محاسبه رسوب معلق جدول پ. ۱۳- محاسبه غلظت مبناء ,ل)» به روش وان‌راین جدول پ. ۱۳- محاسبه رسوب معلق روزانه رودخانه به روش بروکس برای بده‌های مختلف جریان جدول پ. ۱۴- تعیین بار رسوبی معلق به دست امده از هیدرگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف ۳ ۳۱ ۳۱ ۴۳۳ ۴۸ ۴۹ ۵۱ ۳ ۵۵ ۵۷ ۶۲ ۶۴ ۱۱۶ ۱۳۳ ۱۳۳ ۱۳۳۴ ۱۳۵ ۱۳۹ ۱۳۰ ۱۳۲ ۱۳۳ ۱۳۳۴ ۱۳۳۴ ۱۳۵ ۱۳۶ ۱۳۷ ۱۳۷ ۱۳۹ ۱۳۰ ۱۳۰ ۱۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست جدول‌ها عنوان جدول پ. ۱۵- جدول داده‌های مورد نیاز برای تعیین بار معلق رودخانه جدول پ. ۱۶- مقایسه مقادیر باربستر محاسبه شده از معادللات مختلف با مقدار مشاهده شده جدول پ. ۱۷- معادلات مناسب توصیه شده برای تعیین باربستر جدول پ. ۱۸- داده‌های مورد نیاز برای تعیین باربستر رودخانه در شرایط عدم وجود آمار آبدهی جدول پ. ۱۹- مشخصات فیزیوگرافی و پارامترهای هیدروگراف واحد حوضه‌آبریز مورد نظر جدول پ. ۲۰- مشخصات هیدرولیکی رودخانه برای محاسبه باربستر (برگرفته از مثال کاربردی ۳) جدول پ. ۲۱- محاسبه باربستر روزانه رودخانه به روش ۱11۸ برای بده‌های مختلف جریان جدول پ. ۲۲- تعیین باربستر به دست امده از هیدرگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف جدول پ. ۲۳- جدول داده‌های مورد نیاز برای تعیین بارکل رودخانه جدول پ. ۲۴- مقایسه مقادیر بار کل محاسبه شده از معادللات مختلف با مقدار مشاهده شده جدول پ. ۲۵- معادلات مناسب توصیه شده برای تعیین بارکل جدول پ. ۲۶- داده‌های مورد نیاز برای تعیین بارکل رودخانه در شرایط عدم وجود آمار آبدهی جدول پ. ۲۷- مشخصات فیزیوگرافی و پارامترهای هیدروگراف واحد حوضه‌آبریز مورد نظر جدول پ. ۲۸- مشخصات هیدرولیکی رودخانه برای محاسبه بارکل (برگرفته از مثال کاربردی۳) جدول پ. ۲۹- محاسبه بارکل روزانه رودخانه به روش انگلند- هانسن برای بده‌های مختلف جریان جدول پ. ۳۰- تعیین بار رسوبی کل به‌دست آمده از هیدرگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف ۱۳۳ ۱۳۵ ۱۳۶ ۱۳۶ ۱۳۶ ۱۳۷ ۱۳۷ ۱۳۸ ۱۳۹ ۱۹۲ ۱۹۳ ۱۹۳ ۱۹۳ ۱۹۳ ۱۵۹۵ ۱۵۹۶ -------- صفحهٔ بعد -------- مقدمه ۱ مقدمه تعیین مقدار رسوب حمل شده توسط رودخانه‌ها از جنبه‌های مختلف دارای اهمیت است. در طرح‌های مهندسی با هدف بهره‌برداری از منابع آب رودخانه نظیر تاسیسات تنظیم و انحراف جریان» سدهای مخزنی و ایستگاه‌های پمپاژ بار رسوبی رودخانه از جمله عوامل مهم و تاثیرگذار در تعیین مشخصه‌های هندسی سازه و عمر مفید آنها تلقی می‌شود. در ساماندهی رودخانه‌ها که به منظور مهار فرسایش و رسوب‌گذاری و یا تثبیت بستر و دفع سیلاب انجام می‌گیرد آگاهی از میزان رسوب حمل شده توسط رودخانه و تاثیرپذیری آن از اقدامات حفاظتی» ضروری می‌باشد. به‌علاوه در مواردی که اهداف کشتیرانی در رودخانه مد نظر است برای انجام عملیات لایروبی ضروری است مقدار رسوب حمل شده توسط رودخانه پیشاپیش مشخص گردد. از طرفی رودخانه‌ها منبع مناسبی برای تامین مصالح مورد نیاز طرح‌های عمرانی قلمداد شده و برداشت شن و ماسه از دیرباز در این عرصه متداول بوده است. همجنین موارد عدیده‌ای از طراحی تاسیسات انتقال آبء شبکه‌های آبیاری» حوضچه‌های ترسیب» تصفیه‌خانه‌های آب و نظایر آن‌را می‌توان بر شمرد که همگی با مساله رسوب رودخانه‌ها ارتباط نزدیک دارند. به‌لحاظ اهمیت و نقش پدیده انتقال رسوب در عرصه‌های مختلف مهندسی تعیین کمیت بار رسوبی از دیرباز مورد توجه متخصصین مسایل رودخانه‌ای قرار گرفته است. براساس بررسی‌های انجام شده تاکنون بیش از سی‌معادله انتقال رسوب توسط محققین مختلف ارائه گردیده لیکن به‌لحاظ پیچیدگی‌های حاکم بر فرآیند انتقال, امکان معرفی یک معادله واحد جهانی برای تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها میسر نبوده است [۲۵]. بررسی پیشینه مطالعات بیانگر آن است که تا قبل از ۱۹۳۰ توجه اصلی در عرصه رسوب به ارائه معادلات برای تعیین بار بسترا معطوف بوده است [ ۱۲۲. تعیین بار معلق " و ارائه روابط محاسباتی آن نیز به دهه‌های سی وچهپل مبلادی معطوف می‌گردد. در این مرحله همچنین توسعه تجهیزات اندازه‌گیری بار معلق و باربستر به‌عنوان راهکار موثر در تعیین کمیت رسوب و سنجش اعتبار معادلات انتقال راء می‌توان عنوان نمود [۲۲] با فرا رسیدن دهه پنجاه میلادی نظر متخصصین به ارائه روش‌هایی برای تعیین بارکل آ معطوف و تا دهه هفتاد معادلات و راهکارهای مناسبی فراهم گردید [۲۵]. دهه هشتاد را می‌توان سرآغاز تحولی بزرگ در عرصه مطالعه و تعیین رسوب رودخانه‌ها قلمداد نمود [۲۷]. در این دوره با ورود رایانه به حوزه مطالعات و به تبع آن توسعه سریع مدل‌های کامپیوتری بررسی فرآیند انتقال و تعیین کمیت رسوب حمل شده شتاب بیش‌تری به‌خود گرفت و امکان تحلیل عملکرد رودخانه‌ها در شرایط طبیعی و چگونگی تاثیرپذیری آن از طرح‌های مختلف مهندسی تحقق یافت. امروزه با توسعه امکانات نرم‌افزاری و بهره‌گیری از فناوری‌های جدید.ء انجام سنجش‌های میدانی» بررسی‌های دقیق آزمایشگاهی و پردازش سریع اطلاعات, شناخت هرچه بهتر فرآیند انتقال رسوب فراهم گردیده و با تکیه بر تجارب ارزنده دهه‌های اخیر زمینه لازم برای معرفی روش‌های مناسب محاسبه بار رسوبی رودخانه‌ها محقق شده است [۱۱ ۲۶]. 4] 60 -۱ 40م] 5۶۳6۵6۵ -2 4۵ آ101۵ -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه - هدف رسوبی با تکیه بر داده‌های آماری و بهره‌گیری از معادللات انتقال در تعیین نرخ رسوب حمل شده مد نظر قرار گرفته است. - دامنه کاربرد در این راهنما مجموعه‌ای از روش‌ها و معادلات متداول در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها ارائه گردیده و ویژگی‌ها و محدوده کاربرد . ۰.۰ ۰.۰ :۸ ۰ ۰.۰ 2 ء‌ِ ۰ ۰۰ ۱ انها برای محاسبه بار معلق, باربستر 9 بار کل معرفی شده است. در عین حال الگوهای ارائه سده برای مواردی نظیر جریان‌های گلی جریان‌های غلیظ و همچنین رودخانه‌های جزرومدی معتبر نبوده و پیچیدگی‌ها و مکانیسم‌های حاکم بر انها طبعا نشریه تخصصی خود را طلب می‌کند. روش‌های برآورد رسوب‌گذاری در مخازن سدها نیز به‌طور مجمل معرفی گردیده و شرح تفصیلی آن به نشریه روش‌های برآورد رسوب‌گذاری در مخازن سدها موکول شده است. کاربرد مدل‌های ریاضی از دیگر مواردی است که بخشی از روش‌های محاسبه رسوب رودخانه‌ها را در این راهنما به‌خود اختصاص داده است. لیکن با توجه به تنوع و گستردگی موضوع, پرداختن اجرای طرح‌های مهندسی رودخانه, کارشناسان طراح در عرصه سازه‌های هیدرولیکی و شبکه‌های آبیاری و همچنین متولیان برداشت ۷ م۸۷ -| 6[ 100۲15 -2 -------- صفحهٔ بعد -------- چگونگی جمع آوری آمار و اطلاعات بایه -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - چگونگی جمع‌آوری آمار و اطلاعات پایه ۵ ۱- کلیات تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها مستلزم تهیه داده‌های آماری و انجام اندازه‌گیری‌های میدانی و تهیه اطلاعات پایه‌ای مرتبط با سامانه رودخانه‌ای و حوضه آبریز آن می‌باشد. به‌لحاظ اهمیت و نقش ثبت داده‌های آماری در بررسی و شناخت پدیده انتقال رسوب استفاده از روش‌های تجربی از اوایل قرن نوزدهم میلادی متداول گردید و برای اولین بار اندازه‌گیری بار معلق توسط گراس و سابورس" در ۸ انجام گرفت [۱]. با توسعه مبانی نظری و ضرورت استفاده از روش‌های علمی در ساماندهی رودخانه‌ها و طراحی تاسیسات متنوع هیدرولیکی با هدف مهار و بهره‌برداری از منابع آب رودخانه‌ها انجام سنجش‌های میدانی فراگیر با هدف تعیین بده جریان» بار معلق» بار بستر و مشخصات مواد رسوبی با استفاده از ابزارهای تخصصی, به‌ویژه بین سال‌های ۱۹۲۵ تا ۱۹۴۰ بسط و گسترش فراوانی یافت [ ۲۲| از دهه هفتاد با فراگیر شدن تحهیزات الکترونیکی و ورود سامانه‌های ماهواره‌ای به عرصه داده‌سنجی, ثبت تغییر و تحولات رودخانه‌ها و شیوه تعیین کمیت رسوب حمل شده با تکیه بر داده‌های آماری از اهمیت و جایگاه ویژه‌ای برخوردار گردید. در این فصل ضمن آشاره مجمل به اهمیت تعیین بار رسوبی» پدیده انتقال رسوب و منابع تغدیه رسوبی» که به‌نوعی با راهکارهای اندازه‌گیری رسوب رودخانه‌ها مرتبط می‌باشد.ء به جنبه‌های مختلف جمع‌آوری آمار و اطلاعات پایه مورد نیاز در محاسبه رسوب رسوب حمل شده توسط جریان آب عامل مهمی در شکل‌گیری ساختار هندسی و خصوصیات ریخت‌شناسی رودخانه‌ها تلقی می‌شود. هرگونه کاهش و یا افزایش بار رسوبی رودخانه پیامدهای مختلفی از جمله وقوع پدیده کف‌کنی" و یا ترازافزایی ‏ تغییر دانه‌بندی مصالح و شکل مسطحه" و نیمرخ طولی" آن‌را در پی دارد [۲۰]. به‌علاوه استفاده از منابع آب رودخانه‌ها مستلزم احداث سازه‌های کنترل جریان نظیر سدء بندء کانال‌های انتقال و نظایر آن می‌باشد که طراحی و بهره‌برداری از آنها آگاهی از میزان رسوب حمل شده را اجتناب‌ناپدیر می‌نماید. در بسیاری از اقدامات مهندسی رودخانه نیز توجه به کمیت رسوب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است [۱۵] شن "در خصوص اهمیت و جایگاه تعبین بار رسوبی تاکید می‌نماید که با وجود نارسایی‌های موجود در شناخت فرآیند انتقال رسوب هرکار مهندسی آب الزاما باید با محاسبه بار رسوبی رودخانه همراه باشد. این ارزیابی شرایط قبل و بعداز اقدامات ۵ ک 0۳0۵۵0 -1 2-0 3-0 4 - 0 ۳۳۵۵ [۵ 2110 ما -5 0 -6 -------- صفحهٔ بعد -------- . راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه انتقال رسوب به انحای مختلف رفتار رودخانه‌ها را تحت تاثیر خود قرار می‌دهد. تشکیل تلماسه‌ها , جزایر, و بارهای رسوبی" را رسوب برای بستر صاف به‌طور محسوسی بیش‌تر از بستر تلماسه‌ای است [۲۰]. برقراری حالت رژیم از دیگرمصادیق بارز پدیده انتقال رسوب در رودخانه‌ها می‌باشد. براساس نظریه لیسی" حالت رژیم در رودخانه‌هایی مصداق دارد که مقدار بار رسوبی حمل شده با مقدار رسوب ورودی از سطح حوضه آبریز (تغذیه طبیعی) آن در تعادل باشد ‎.]٩[ بدی‌می است شناخت شرایط رزیم مستلزم انجام اندازه‌گیری‌های میدانی و تعیین نرخ انتقال رسوب می‌باشد. احداث سد از جمله می‌نماید (شکل ۲-۱). خروج آب صاف از مخزن موجب افزایش ظرفیت حمل رسوب گردیده و فرآیند کف‌کنی را به‌گونه‌ای که در شکل نشان داده شده است به‌همراه دارد. بستر بعداز رسوب‌گذاری رسوب‌گذاری 1 ۰ سطلطح مبذا شکل ۲-۱ نمایش نحوه انباشت رسوب در مخزن و وقوع کف‌کنی در بازه‌های پایین‌دست [۱۷] |- 6۶۵ 2- 605 3- 5 4- ۳1۵۲ 40 5- 0 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - چکونگی جمع‌آوری آمار و اطلاعات پایه ۷ نکته مهم دیگر در مبحث انتقال رسوب توجه به دانه‌بندی بستر و نوع رسوب حمل شده می‌باشد. مطابق شکل (۳-۱) در رودخانه‌های با بستر درشت دانه بخش عمده‌ای از رسوب حمل شده به‌صورت بار بستر بوده و از این‌رو دارای بستر عریض و کم عمق می‌باشند. در بسترهای ریزدانه بار معلق غالب بوده و مقطع رودخانه عمیق و کم عرض است. درصورتی که رسوب حمل شده مخلوطی غمن‌ دا باریستر پسیر در سس دایه 1 عمن‌با بار معلق ۱ سیر ردژدانه 3 شکل ۳-۱ تاثیر اندازه دانه‌های رسوب حمل شده در شکل مقطع جریان [۱۶] حوضه‌های آبریز منبع اصلی تغذیه رسوبی رودخانه‌ها تلقی می‌شود. فرسایش سطح خاک حوضه بخش مهمی از رسوب حمل شده توسط رودخانه‌ها را به‌خود اختصاص می‌دهد. طبق بررسی‌های انجام شده سالیانه به‌طور متوسط معادل ۱۸/۳ میلیارد تن مواد رسوبی از سطح قاره‌ها فرسایش یافته و از طریق رودخانه‌ها به دریاها و اقیانوس تخلیه می‌شود [۳۱]. انواع مختلف فرسایش در سطح حوضه آبریز را می‌توان به‌صورت زیر معرفی نمود [۰۲۱ ۲۲]: ۱ فرسایش ورقه‌ای و آبراهه‌ای ۲- فرسایش خندقی" ۳- زمین لغفزش" ۴ رخداد جریان واریزه‌ای " ۵- کوه ریزش " فرسایش ورقه‌ای و آبراهه‌ای منجر به جدا شدن ذرات خاک به خصوص ریزدانه‌ها نظیر رس و سیلت توسط بارندگی از سطح خاک حوضه آبریز می‌گردد. با تمرکز جریان در آبراهه‌های کوچک مواد رسوبی فرسایش یافته به سمت آبراهه‌های بزرگ‌تر و نهایتا رودخانه حمل می‌شود. فرسایش خندقی نیز عمدتا در اراضی با شیب ملایم و یا نسبتا تند که دارای ضخامت خاک زیادی هستند تشکیل می‌شود. وقوع بارش‌های متمرکزء کاهش پوشش گیاهی,» بهره‌برداری غیراصولی از زمین و افشت بستر رودخانه‌ها را می‌توان از جمله عوامل اصلی در وقوع فرسایش خندقی بر شمرد [۲۱]. پدیده زمین لغزش عامل مهم دیگری در تغذیه رسوبی رودخانه‌ها می‌باشد. در اثر زمین لغزش توده عظیم مواد رسوبی اشباع شده به سمت رودخانه سرازیر و به تدریج با جریان رودخانه‌ای به پایین‌دست حمل می‌شود. رخداد جریان واریزه‌ای نیز شکل دیگری از حرکت توده‌ای مواد 3 ]1۹11 200 5۳۵۵1 -| 7 وا بان -2 0 ۸۳[ -3 0 د۳طا0] -4 ۸۷۵1|۵0 -5 -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه رسوبی است که طی آن دانه‌های رسوب در سیال غلیظی از آب و رس شناور شده و به‌صورت مخلوطی از ذرات ریز تا قطعات بزرگ سنگء راه خود را به سوی رودخانه باز می‌کند. از این‌رو مواد رسوبی به‌دست آمده از آن. که پدیده جریان گلی نیز خوانده می‌شود.ء دارای طیف دانه‌بندی وسیعی است [۱|. در مناطق کوهستانی علاوه بر متداول بودن پدیده‌های زمین لغزش و جریان گلی بخش مهمی از رسوب ورودی به رودخانه‌ها حاصل پدیده کوه ریزش می‌باشد. در شیب‌های تند توده‌های سنگ متلاشی شده همراه با خاک و سنگ‌ ریزه‌ها در اثر پدیده هوازدگی و با تاثیرپذدیری از حرکات بطئی تکتونیکی و اثرهای ناشی از رطوبت به‌دست آمده از بارندگی به قعر دره‌ها و داخل رودخانه‌ها سرازیر می‌گردد. ریزش این مواد در پای دامنه‌ها منجر به تشکیل رسوب ورودی از سطح حوضه آبریز» مواد رسوبی موجود در بستر و کناره‌های رودخانه‌ها نیز بخشی از منابع تغذیه رسوبی را کف کنی. خاک کناره‌ها نیز ناپایدار شده ودر اثر ریزش توده‌ای همراه با جریان آب به پایین‌دست حمل می‌شود. در مسیر -۵- داده‌های آماری آبدهی, غلظت. باربستر و مواد بستر ضرورت آگاهی از فرآیند انتقال رسوب به عنوان عامل تاثیرگذار در طراحی تاسیسات آبی» بهره‌برداری از منابع آب» گسترش را ده موازات جمع‌آوری آمار بده جریان از دیرباز مطرح نموده است. ثبت داده‌های آماری بده جریان از اوایل قرن نوزدهم هم‌زمان با توسعه دانش هیدرولوژی آغاز گردید و اولین بار اندازه‌گیری منظم آبدهی و تراز آب از سال ۱۸۸۸ میلادی بر روی رودخانه می‌سی‌سی‌پی توسط سازمان زمین‌شناسی آمریکا گزارش شده است | ۱۵]. اندازه‌گیری منظم غلظت و تعیین بار معلق, باربستر و نمونه‌برداری از مواد بستر نیز به دهه‌های سی وچهل میلادی معطوف می‌گردد [۲۰ و ۲۲|.در این مرحله همجنین به‌منظور هماهنگ نمودن الگوهای اندازه‌گیری و ثبت داده‌های آماری, تجهیزات استاندارد برای نمونه‌برداری‌ها و سنجش‌های میدانی اعم از بده جریان؛ غلظت. باربستر و مواد بستر مورد توجه جدی قرار گرفت. در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها اندازه‌گیری بده جریان ضروری بوده و لازم است در طول دوره آماربرداری بده جریان روزانه ذکر شده است. نمونه‌برداری از آب و تعیین غلظظت بار معلق همزمان با اندازه‌گیری بده جریان با استفاده از دستگاه‌های نمونه‌برداری استاندارد انجام می‌شود. از جمله این دستگاه‌ها می‌توان به نمونه‌بردارهای 1-486[] 5ل],11-59] کل و 49-] کلا که از نوع تجمع در عمق " بوده و نمونه‌بردارهای ۳-61 5[] و نیرپیک" که از سری نمونه‌بردارهای نقطه‌ای* می‌باشند اشاره نمود [ ۰۲۲ ۱۳۸ برای نمونه‌بردارهای تحمعی با حرکت تدریحی دستگاه نمونه‌بردار در امتداد قائم نمونه مواد معلق از تمام عمق جریان 7۳ 001 ۱/۵۹۵5 -[ ۵ 00010102 بکل] -2 ۵ ۵0م] 00 مدنگ 13100۵118 11 -3 ۳] 5۵۳ ۳۵۱۵۲ 0010[ -4 ۲[ 5۵ 1۵0 00 مم‌هاگ 1۵۳۵1۱۵ ۳۵۱۵۱ -5 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - چگونگی جمع‌آوری آمار و اطلاعات پایه ۹ اخذ می‌شود. نمونه‌بردارهای نقطه‌ای نیز دارای ساختار مشابه بوده با این تفاوت که نمونه‌برداری از یک عمق خاص و به‌صورت نقطه‌ای انجام می‌گیرد. در هر نوبت نمونه‌برداری حجمی معادل ۰/۵ تا ۱ لیتر» بسته به ظرفیت محفظه دستگاه» می‌توان از آب رودخانه نمونه‌برداری نمود (برای جزییات بیش‌تر به راهنمای ادوات نمونه برداری بار رسوبی رودخانه‌ها نشریه شماره ۱۳۶ طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور مراجعه شود). غلظت بار معلق به‌صورت میلی‌گرم در لیشر (۲:8/1) و یا (0007)! و بعضا نیز به‌صورت تن در روز ( (10۳/40) گزارش می‌شود. غلظت مواد معلق نسبت به عمق و زمان تغییر می‌کند از این‌رو ثبت اطلاعات مربوط به تغییرات زمانی غلظت بخشی از داده‌های آماری را به خود اختصاص می‌دهد. در شکل (۴-۱) روند تغییرات زمانی غلظت نشان داده شده است. علاوه بر بار معلق اندازه گیری باربستر نیز بخشی از اقدامات متداول درجمع‌آوری داده‌های آماری مرتبط با بار رسوبی رودخانه‌ها تلقی می‌شود. عموما اندازه‌گیری باربستر هم‌زمان با بده جریان و بار معلق انجام می‌گیرد تا علاوه بر امکان بررسی تعامل بین آنها تعیین بارکل که مجموع بار معلق و باربستر می‌باشد فراهم گردد. داده‌های آماری بار بستر اغلب به‌صورت تن در روز ( (100/42)» کیلوگرم در ثانیه (8/5) کیلوگرم در ثانیه در متر ( - 8/5 ) ارائه می‌شود. اندازه‌گیری باربستر برخلاف بار معلق دارای محدودیت‌های زیادی است. علت این امر برهم خوردن شرایط جریان ناشی از استقرار دستگاه اندازه‌گیری در کف رودخانه می‌باشد که عملا الگوی طبیعی حرکت باربستر را دجار اختلال می‌نماید [۱۰]. در اندازه‌گیری باربستر استفاده از تجهیزاتی نظیر نمونه‌گیر جعبه‌ای یا زنبیلی " موسوم به هلی اسمیت و همچنین نمونه‌گیر طشتکی متداول می‌باشد. در شکل (۵-۱) نمونه‌هایی از دستگاه‌های اندازه‌گیری باربستر نشان داده شده است [۲۱ ۲۳ مطابق شکل در نمونه‌گیر طشتکی پره‌های عرضی جهت تله‌اندازی هرچه بیش‌تر رسوب بستر تعبیه شده است. به‌علاوه در نمونه‌گیر زنبیلی با تعبیه توری مواد رسوبی تله‌اندازی شده و جریان آب ورودی از قسمت انتهایی به پایین‌دست تخلیه می‌شود (در خصوص ادوات نمونه‌برداری بار رسوبی رودخانه‌ها به نشریه شماره ۱۴۶ مراجعه شود) از دیگر نکات مهم در ثبت داده‌های آماری باربستر توجه به این واقعیت است که به‌علت عبور تلماسه‌ها و جابجایی انباشته‌های رسوبی انتقال باربستر مطابق شکل (۱ ۶) به‌صورت نوسانی بوده و این ویژگی در تعیین بار بستر تاثیرگذار می‌باشد [۲۳]. بنا به ملاحظات فوق داده‌های آماری باربستر در مقایسه با بار معلق از گستره کم‌تری برخوردار است. در عین‌حال نقش مهم باربستر در بررسی رفتار و عملکرد هیدرولیکی و ریخت‌شناسی رودخانه‌ها ضرورت توجه به سنجش‌های میدانی بار بستر را الزام‌آور نموده است. 5 ۳۵۲ ]۳۵۳ -۱ 5۵7 ۵0م]ا 60 1906 ۵0۶ 0۳ اعماکه۵ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه 33 3 3 و ۱ 7 (و 5 2۵ : ۸ ۱ | ۹ 0 رپ . سس سس 0 6 23 3 ۱۸ 7+ 74 ع2 12 25 تار یج اندازه گبری شکل ۴-۱- نمونه‌ای از روند تغییرات زمانی غلظت مواد روسوبی معلق [۲۳] 1 دناله ی , محفظه‌های رسوب گیر نمونه بردار زنسلی نمونه بردار طسنکی شکل ۵-۱ نمونه‌هایی از دستگاه‌های باربستر در رودخانه‌ها [۱۰] موه نا ۱۳۳ خر کت موتی بارستر د 2120 از ۶ رد را ۱ ۳6 ۱ 0 : ۸ ا ۱ 5 | عجوه ۹ 5 ح 00 0 25 20 15 10 ت 0 (ساعت) زمان شکل ۶-۱ نمونه‌ای ازحر کت نوسانی باربستر در رودخانه‌ها [۳۲۱] در بسیاری از موارد امکان اندازه‌گیری مستقیم باربستر فراهم نبوده و از این‌رو لازم است با نمونه‌برداری از مواد بستر و با بهره‌گیری از معادلات انتقال نرخ باربستر برای شرایط مختلف, بده جریان محاسبه و تعیین گردد. در شکل (۷-۱) نمونه‌ای از دانه‌بندی مواد بستر و توزیع آن در کلاس‌های مختلف نشان داده شده است. نمونه‌برداری منظم و ثبت داده‌های آماری -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - چگونگی جمع‌آوری امار و اطلاعات پایه )۱ نمودار توزبع فراولی 002 1 ۹۹1 زان 1 شکل ۷-۱ نمونه‌ای از نحوه توزیع دانه‌بندی مواد بستر در رودخانه‌ها [۲۶] ۰ ۰ ۰ ۲ ۰ ۰ 2 ۳ ۰ نمونه‌بردار چنگکی و نمونه‌بردار به روش مغزه‌گیری اشاره نمود [ ۱۵ و ۲۲] ۹ ۶- بازدید و بررسی ایستگاه‌های آب‌سنجی و رسوب‌سنجی و محدوده مطالعاتی انجام بازدیدهای میدانی و بررسی موقعیت و وضعیت ایستگاه‌های آب‌سنجی و رسوب‌سنجی موجود به‌خصوص در محدوده مطالعاتی برای تعبین بار رسوبی و انتخاب معادللات مناسب ضروری است. در ایستگاه‌های آب‌سنجی " اندازه‌گیری بده جریان و همچنین نمونه‌برداری مواد معلق متداول می‌باشد. در ایستگاه‌های رسوب‌سنجی" نیز اندازه‌گیری باربسترء بار معلق و نمونه‌برداری از مواد بستر انجام می‌گیرد [ ۷ ۲۲]. براساس نمونه‌های تهیه شده از ایستگاه‌های رسوب‌سنجی» همچنین تعیین مشخصات دانه‌بندی بار معلق, باربستر و مواد بستر فراهم می‌گردد. بررسی در مورد وجود این گونه داده‌ها و کیفیت آنها و عملکرد ایستگاه‌های موجود بخشی از بررسی‌های میدانی و ارزیابی وضعیت داده‌سنجی تلقی می‌شود. به‌لحاظ تاثیر متقابل خصوصیات هیدرولوژیکی و فرآیند انتقال رسوب معمولا ایستگاه‌های رسوب‌سنجی مجهز به ابزارهای ایستگاه‌های آب‌سنجی نیز می‌باشند تا امکان اندازه گیری هم‌زمان بده جریان و بده رسوب فراهم گردد [۰۱ ۲۲]. در شکل (- ۸) نمونه‌ای از نتایج اندازه گیری هم‌زمان بده جریان» دمای آب و غلظت رسوب معلق نشان داده شده است. 5۵0 [ ۱۷12101۵ ۵0 1۷۵ اعامظ -1 7 0۲۵0 -2 3- 00۲۵ 5۵۵۲ 4- ۲1۷۵۲01۵1۲۷ 5- 500161 02082128۶ 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه 2( / رما 2 سا ٍ 005 3 غفلت وسوب 2 و ال :7 0.01 ح ۹ . : ده 80 ۳ ۷ میس ۹ ۳ کر ۵ 350 قِ / ۹ 7 / ۱ را ۹ : ها ر 80 ۳ از :۱ ۳ ۱ ۳ 0 5 3 ۳7 ب ار ی 9 ۱ ۸ > 10 جرچه خرازت اب 10 ۱ : پبه جر چان ۱ ۱ ی ز۷ ترا 00 0 1147 1۹46 1۹45 144 143 سال شکل ۸-۱ اندازه‌گیری هم‌زمان بده جریان» غلظت رسوب و دمای آب [۲۲] در صورت عدم وجود ایستگاه‌های اندازه‌گیری در محدوده مطالعاتی لازم است با توجه به اهداف مطالعات پیشنهاد احداث ایستگاه‌های آب‌سنجی و رسوب‌سنجخی انجام گیرد. به‌علاوه تجمبر و تکمیل ایستگاه‌های موجود در راستای تحقفق اهداف مورد نظر ضروری می‌باشد. به‌منظور ارزیابی وضعیت ایستگاه‌های موجود و ارائه پیشنهادات تکمیلی جدول (۱-۱) در خصوص تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها معرفی می‌شود. مطابق این جدول در موقع اندازه‌گیری بار رسوبی لازم است ضمن درج مشخصات عمومی رودخانه و حوضه آبریز نوع ایستگاه نیز مشخص گردد. برای ایستگاه آب‌سنحی درج پارامترهای مورد اندازه‌گیری اعم از بده جریان و مشخصه‌های هیدرولیکی در محاسبه کمیت رسوب می‌تواند کار ساز باشد. در ایستگاه رسوب‌سنجخی نیز علاوه بر بده جریان و مشخصه‌های هیدرولیکی؛ اندازه‌گیری بار رسوبی (اعم از بستر و معلق) و همچنین نمونه‌برداری برای تعیین دانه‌بندی مطابق مندرجات جدول باید مدنظر قرار گیرد. به‌علاوه ارائه پیشنهادات جهت تکمیل و یا احداث ایستگاه جدید از موارد مرتبط با فرآیند ارزیابی ایستگاه‌ها تلقی می‌شود. در تنظیم جدول همچنین تاریخ تکمیل فرم و نمونه‌برداری قید شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - چگونگی جمع‌آوری آمار و اطلاعات پایه ۳ جدول ‎٩‏ ۱- بررسی وضعیت ایستگاه‌های آب‌سنجی و رسوب‌سنجی موجود و ارائه پیشنهادات نام رودخانه لا نام حوضه آبریز ل] ایستگاه آب‌سنجی [] دارد [] ندارد ل] ایستگاه رسوب‌سنجی دارد [] ندارد ل] تاریخ تکمیل فرم [] نوع ایستگاه آب‌سنجی:* درجه ۱ ل] درجه ۲ [] درجه ۳ [] درجه ۴ [] سال تاسیس‌لش] مساحت حوضه آبریز(*۷۳) لا طول رودخانه تا محل ایستگاه (۷۳) الا ارتفاع از مبدا (۲) الا وضعیت ایستگاه: فعال 0] تعطیل 0] پارامترهای مورد اندازه‌گیری: مقطع برداری [] سرعت جریان ل] بده جریان [] تراز آب [] دمای آب [] کیفیت [] نیمرخ طولی در محدوده ایستگاه 1] شیب بستر [] شیب خط انرژی [] ضریب مانینگ [] منحنی بده سنجه ل] سایر موارد 3] نوع ایستگاه رسوب‌سنجی: لا بار معلق لآبار بستر ‏ ل] نمونه مواد بستر ‏ للس] سال تاسیس مساحت حوضه آبریز(*۷۳) لا طول رودخانه تا محل ایستگاه (۷) لا ارتفاع از مبدا ) ل] وضعیت ایستگاه: فعال 0] تعطیل 0] پارامترهای مورد اندازه گیری: مقطع برداری [] بده جریان [] تراز آب [] دمای آب [] غلظت مواد معلق ل] دانه‌بندی مواد معلق ل] بار رسوب معلق ل] بار بستر ل] دانه‌بندی بار بستر ل] دانه‌بندی مواد بستر 1] مشخصات تلماسه‌ها [] نیمرخ طولی در محدوده ایستگاه [] شیب بستر [] شیب خط انرژی [] ضریب مانینگ [] منحنی بده سنحه ل] سایر موارد 3] احداث ایستگاه آب‌سنجی ل] تکمیل ایستگاه آب‌سنجی ل] احداث ایستگاه رسوب‌سنجی [] تکمیل ایستگاه رسوب‌سنجی ل] سایر موارد [] # ایستگاه درجه ۴ فقط دارای اشل می باشد. در ایستگاه درجه۲ علاوه بر اشل دستگاه لیمنیگراف نیز نصب می شود. برای ایستگاه درجه۲ علاوه بر اشل, ۱- ۷- گردآوری اطلاعات پایه مورد نیاز در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها لازم است اطلاعات پایه موجود جمع‌آوری و مورد تجزیه و تحلیل قرارگیرد. بارندگی از جمله استفاده می‌شود [ ۱۲]. داده‌های هیدرولوژیکی نظیر بده جریان» سیلاب‌هاء نمودار آبدهی روزانه و منحنی تداوم جریان از جمله عوامل موثر در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها تلقی می‌شوند. از این‌رو جمع‌آوری این گونه اطلاعات پایه اعم از هواشناسی و هیدرولوژی در نقش عمده‌ای در پدیده فرسایش خاک و تغذیه رسوبی رودخانه‌ها به عمده دارد [ ۱۹ ۲۲| به‌طور کلی وضعیت پوشش گیاهی, |- 5۳۵01۱۵ 50016] ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه می‌باشند. اطلاعات مربوط به نوع خاک و خصوصیات فیزیکی آن به‌خصوص در اراضی حاشیه مسیر رودخانه بخشی از داده‌های پایه را به‌خود اختصاص می‌دهد [۱۸]|. در زیر فهرست اطلاعات پایه ارائه شده است. ۱-۷-۱- اطلاعات هواشناسی - بارش متوسط سالانه حوضه آبریز ۳۲-۷-۱- داده‌های هیدرولوزیکی - بده جریان روزانه - منحنی دوام جریان اطلاعات هیدرولوژ یک در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها نقش عمده‌ای دارد و در فصل‌های ۴ ۵ و ۶ شیوه استفاده از داده‌های هیدرولوژیک در تعیین باربسترء بار معلق و بارکل تشریح شده است. ۳-۷-۱ مشخصات هندسی رودخانه - تهیه مقاطع عرضی رودخانه (مجرای اصلی و سیلابدشت) - نیمرخ طولی - مشخصات سازه‌های عرضی نظیر پل‌هاء سدها و بندها ۳-۷-۱ کاربری اراضی و پوشش گیاهی - نقشه‌های کاربری اراضی حوضه آبریز (عموما با مقیاس ۱/۲۵۰۰۰) - نقشه‌های پوشش گیاهی حوضه آبریز (عموما با مقیاس ۱/۲۵۰۰۰) در مبحث ۲-۳۴ و ۳-۳۴ مواردی از نحوه استفاده از پوشش گیاهی و کاربری اراضی در تعیین باررسوبی رودخانه‌ها آورده شده است. - دانه‌بندی مواد رسوبی بستر - جگالی دانه‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - چگونگی جمع‌آوری آمار و اطلاعات پایه ۵ جزییات بیش‌تری در خصوص استفاده از مشخصات دانه‌بندی و سایر ویژگی‌های مواد رسوبی در تعیین بار معلقء باربستر و بارکل -۸- گزارش‌هاء نقشه‌ها و تصاویر ماهواره‌ای پیشنهادی, موقعیت مخازن سدها و تاسیسات مختلف آبی و انواع سازه‌های هیدرولیکی جمع‌آوری نقشه‌های با مقیاس‌های مختلف زمین‌شناسی با هدف شناخت گسترش سازندهای فرسایش‌پذیر و یا مقاوم در سطح حوضه آبریز و امتداد رودخانه و همچنین نقشه‌های خاک‌شناسی برای بررسی لایه‌بندی 9 نوع خاک مفید می‌باشد. به‌علاوه گزارش‌های هواشناسی» هیدرولوژی» فیزیوگرافی حوضه آبریزء هیدرولیک جریان» کاربری اراضی» ریخت‌شناسی و زمین‌شناسی از جمله منابع مهم تهیه اطلاعات پایه مورد نیاز برای رسوب‌گذاری و همچنین وقوع پدیده‌های زمین لغزش» کوه ریزش» جریان گلی» وضعیت دانه‌بندی مواد رسوبی بستر و کناره‌هاء وجود -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۲ مروری بر عوامل موثر بر انتقال رسوب -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مروری بر عوامل موتر بر انتقال رسوب ۸ ۱-۳ کلیات عوامل مختلفی در جابجایی و انتقال مواد رسوبی رودخانه‌ها تاثیرگذار می‌باشد. شناخت این‌گونه عوامل و نقش هریک در کمیت و اجمال پرداخته شده است. 7 ۲- حوضه آبریز و خصوصیات فیزیوگرافیک آن رسوب حمل شده در رودخانه‌ها از خصوصیات فیزیوگرافیک حوضه‌های آبریز نظیر مساحتء» شیبء تراکم شبکه آبراهه‌هاء شکل حوضه و نیمرخ طولی رودخانه تاثیرپذیری دارد. در حوضه‌های کوهستانی وقوع پدیده‌های زمین لغزش و کوه ریزش متداول بوده و نرخ فرسایش خاک نیز شدیدتر می‌باشد [۰۲۱ ۲۳] تیمرخ طولی رودخانه از جمله شاخص‌های فیزیوگرافیک حوضه‌های آبریز می‌باشد که نقش مهمی در انتقال رسوب آیفا می‌کند. شیب زیاد رودخانه در بالادست توان انتقال را افزایش داده و امکان حمل مواد رسوبی درشت‌دانه فراهم می‌گردد. در بازه‌های پایین‌دست با کاهش شیب طولی مواد درشت‌دانه ته‌نشین شده و رسوبات ریزدانه فرصت انتقال پیدا می‌کنند. همچنین مقدار رسوب حمل شده با افزایش مساحت حوضه آبریز روبه افزایش می‌گذارد. علت این امر ورود رسوب از شاخه‌ها و شعبات فرعی موجود در مسیر رودخانه است. در مناطق جلگه‌ای بخش عمده‌ای از حوضه آبریز را ناحیه سیلابدشت" تشکیل می‌دهد. در مواقع سیلابی پخش جریان سیل که دارای مواد رسوبی زیادی است فرصت لازم را برای ته‌نشینی رسوبات در سیلابدشت فراهم می‌آورد. به‌عنوان یک قاعده کلی عموما مواد رسوبی از اراضی بالادست حوضه آبریز شسته شده و در بازه‌های پایین‌دست از جمله سیلابدشت ترسیب می‌نماید. 7۲ ۳- هواشناسی و هیدرولوژی از جمله عوامل هواشناسی موثر در انتقال رسوب شدت بارندگی و مدت دوام آن می‌باشد. این عوامل در تعیین نرخ فرسایش خاک و انتقال آن به شبکه آبراهه‌ها حایز اهمیت است. در بسیاری از مدل‌های فرسایش خاک نظیر مدل پسیاک" و یونیورسال " شدت و مقدار بارندگی دخیل می‌باشد [۲۰]. به‌علاوه در تعیین نرخ فرسایش خاک بارش متوسط حوضه آبریز به‌عنوان عامل اصلی توسط لانگیین ۲ استفاده شده است [۱۱]. در موارد عدیده‌ای بارش‌های متمرکز و ناگهانی منجر به وقوع سیلاب‌های بزرگ می‌شود که در اثر فرسایش شدید خاک دارای غلظت رسوب بالایی می‌باشند. به‌علاوه وقوع جریان‌های گلی و جریان‌های واریزه‌ای اغلب حاصل تعامل بارش‌های شدید و فرسایش خاک و لایه‌های رسوبی است که تحلیل رفتار آنها مستلزم انجام بررسی‌های مربوط به بارندگی, هیدرولوزیک متداول بوده و از این طریق اثرهای فرسایش خاک در افزایش غلظت مواد رسوبی نیز قابل بررسی است. در شکل (۱-۲) نمونه‌ای از بده روزانه ثبت شده وغلظت مواد معلق نشان داده شده است. در این شکل نقطه اوج منحنی غلظت, ببانگر تاثیر [- ۲1000 0 2- ۳۹۱۸ (:۳[٩ا)‏ 1۵110 ددم]آ ازم5 آد دنا -3 -4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه جریان رو به افزایش می‌گذارد. وجود تاخیر زمانی در وقوع حداکثر غلظت و حداکثر بده جریان از جمله عوارض فرسایش خاک می‌باشد. در یک دوره طولانی مدت عموما رژیم رسوبی رودخانه‌ها از رزیم هیدرولوژیک تبعیت می‌نماید. ۲ ۴- رز ۳ بخت‌شناسی خصوصیات ریخت‌شناسی رودخانه‌ها برپدیده انتقال رسوب تاثیرگذار می‌باشد. براساس بررسی‌های انجام شده توسط شوم و مطابق جدول (۱-۲) بار رسوبی رودخانه‌ها با شکل آنها ارتباط مستقیم دارد. مطابق جدول در رودخانه‌های پیچانرودی شدید انتقال رسوب عمدتا به‌صورت بار معلق بوده و در نتیجه آن رودخانه دارای عمق زیاد و عرض کم می‌باشد (نسبت ۷۷/1 کم‌تر از ۷ است که در آن ۷7 معرف عرض رودخانه و (] عمق جریان در حالت مقطع پر می‌باشد). در رودخانه‌های مستقیم و شریانی سهم باربستر قابل توجه بوده و مشخصه‌های هندسی رودخانه براساس آن شکل می‌گیرد. در این‌رودخانه‌ها عرض افزایش زیادی یافته و عمق کاهش پیدا می‌کند (نسبت ۷۷/1 بیش‌تر از ۲۵ می‌باشد). برای رودخانه‌هایی که حالت مختلط حاکم می‌باشد تاثیر توام بار معلق و باربستر شکل رودخانه را رقم می‌زند (نسبت ۷۷/1 بین ۷ تا ۲۵ تغییر می‌کند). در پیچانرودها همچنین بخشی از بار رسوبی حمل شده حاصل فرسایش در قوس‌ها بوده و برای بررسی جابجایی‌های عرضی و طولی ناشی از آن تعیین کمیت بار رسوبی به‌دست آمده از فرسایش قوس‌ها ضروری می‌باشد. تعامل ریخت‌شناسی و انتقال رسوب همچنین منجر به تشکیل تلماسه‌ها و پاد تلماسه‌ها" و همچنین بارها و جزایر رسوبی متصددی می‌شود [۳۶] که در تعیین بار رسوبی باید مد نظر قرار گیرد. 14010 12010 10000 0 (میلی گرم در لیتر) 510 4010 21110 0 ال ۷۵۷ (ماه) مدت تداوم جریان شکل ۲ ۱- هیدروگراف جریان و نمودار تغییرات غلظت متاثر از فرسایش خاک [۲۲] 1] - 2- ۸۲۱۶۵۶۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مروری بر عوامل مور بر انتقال رسوب )۳ جدول ۲ ۱- چگونگی تاثیرپذیری بار رسوبی حمل شده از خصوصیات ریخت‌شناسی رودخانه‌ها [۱۹] نوع بار رسوبی پیجانرودی ملایم ۱- ۱/۵ ۵ - ۷ ۵ - ۱۵ ۵ - ۶۵ : نسباتد | ۱-۷۵ اه در جدول 0 ۳ ضریب تغییرات عبارت است از نسبت طول رودخانه به طول دره 7۳ ۵- دانه‌بندی و لایه‌بندی مواد رسوبی بستر و کناره‌ها مقدار رسوب حمل شده با اندازه دانه‌های موجود در بستر وکناره‌ها مرتبط است. نرخ حمل مواد رسوبی ریزدانه به‌مراتب بیش‌تر از دانه‌های درشت می‌باشد. اندازه مواد رسوبی به تبعیت از شیب رودخانه و شرایط هیدرولیکی تغییر می‌نماید. در نواحی کوهستانی که رودخانه دارای شیب زیادی است قطعات درشت سنگ و لاشه سنگ به‌همراه دانه‌های خرد شده شن و ماسه منتقل می‌شود. با کاهش شیب رودخانه در مناطق کوهپایه‌ای و آستانه ورود به نواحی جلگه‌ای قطر دانه‌های رسوبی نیز کاهش می‌یاید. در نواحی جلگه‌ای اندازه دانه‌های رسوب‌کاهش محسوسی یافته و زمینه برای تشکیل تلماسه‌ها فراهم می‌گردد. مواد رسوبی کناره‌ها نیز در اثر تماس مستقیم با جریان آب و پا ریزش توده‌ای" ناشی از پنجه شویی" و یا زیرکنی" دستخوش فرسایش گردیده و همراه جریان آب حمل می‌گردد. از این‌رو لازم است برای تعیین نرخ رسوب حمل شده با نمونه‌برداری و انجام تجزیه آزمایشگاهی توزیع دانه‌بندی و لایه‌بندی کناره‌ها مشخص شود [۱۵] 7۲ ۶- هیدرولیک جریان انتقال مواد رسوبی به‌صورت بار بستر و بار معلق تابع شرایط هیدرولیکی رودخانه بوده واز این‌رو بررسی مشخصه‌های هیدرولیک جریان گام مهمی در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها می‌باشد. هریک از عوامل هیدرولیکی نظیر سرعت جریان» عمق آب. شیب خط انرژی» تنش‌برشی و بده جریان» در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها دخیل می‌باشند. در شکل (۲-۲) تاثیر توزیع سرعت بر انتقال بار معلق و باربستر نشان داده شده است. مطابق شکل در مجاورت بستر سرعت جریان کاهش یافته و انتقال مواد رسوبی به‌صورت بار بستر انجام می‌گیرد. در لایه‌های بالایی افزایش سرعت شرایط انتقال رسوب را به‌صورت بار معلق فراهم می‌آورد. [- ۱/1 ج٩5ک‎ [۵ 2-106 3- 1100۳ 8 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه شکل ۲ ۲- نحوه توزیع سرعت جریان و تاثیر آن در انتقال بار معلق و باربستر [۳] جریان (نیوتن بر مترمربع) 10 قطر دانه رسوب (متر)» ,20 چگالی دانه‌هاء 7 وزن مخصوص آب (نیوتن بر مترمکعب) و ۷ ویسکوزیته سینماتیک آب (مترمربع بر ثانیه) می‌باشد. 6حیه ۱ - سکون دانه ها 10 100 0] )0۶-1(8/ 0 شکل ۲ ۳- ناحیه‌بندی نحوه انتقال رسوب براساس مشسخصه‌های هیدرولیک جریان و اندازه دانه [۳] براساس شکل (۳-۲) با افزایش 70 دانه‌های رسوب موجود در بستر از حالت سکون (ناحیه ۱) خارج شده و به‌صورت بار بستر (ناحیه ۲) حرکت می‌کنند. چنانچه مقدار تنش برشی باز هم افزایش یابد علاوه بر بار بستر بخشی از مواد رسوبی به‌صورت بار معلق منتقل می‌شود (ناحیه ۲). ۱-0 2- 5۳۱۵1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مروری بر عوامل مور بر انتقال رسوب ۳۳ حیطه تاثیرگذاری هیدرولیک جریان برنحوه انتقال رسوب گسترده بوده و جریان‌های زیر بحرانی و فوق بحرانی هریک تاثیر خاص خود را در جابجایی مواد رسوبی به‌عهده دارند. در جریان‌های زیربحرانی فرآیند انتقال با تشکیل تلماسه‌ها و بارهای رسوبی همراه است و افزایش اصطکاک ناشی از تلماسه‌ها نرخ حمل رسوب را کاهش می‌دهد. در جریان‌های فوق بحرانی نیز شکل‌گیری پاد تلماسه‌ها بر کاهش شدت حمل مواد رسوبی تاثیرگذار می‌باشد. بیش‌ترین نرخ انتقال رسوب موقعی است که عدد فرود به مرز یک نزدیک شده و حالت بستر صاف پدیدار گردد. علت این امر کاهش اصطکاک بستر و افزایش سرعت جریان می‌باشد که در نتیحه آن بخش عمده‌ای از انرژی جریان آب صرف انتقال مواد رسوبی می‌شود ‎,٩[‏ ۶]. همچنین وجود سازه‌های عرضی و طولی نظیر پل‌هاء دیواره‌های سیل‌بند. خاکریزهاء سدهاء بندها و سرریزها هریک به‌گونه‌ای مشخصه‌های هیدرولیک جریان را متاثر نموده و لازم است در تعیین بار رسوبی چنین عوارضی مدنظر قرارگیرد. به‌علاوه در محل قوس‌هاء به‌خصوص در رودخانه‌های پیچانرودی شرایط هیدرولیکی خاصی حاکم می‌باشد که منجر به تشدید فرسایش کناره‌ها و انتقال مواد رسوبی از قوس‌خارجی به قوس‌داخلی و بازه‌های پایین‌دست می‌شود. وقوع سیلاب شرایطی را فراهم می‌آورد که در آن علاوه بر مجرای اصلی پدیده انتقال رسوب در سیلابدشت نیز برقرار می‌گردد. خصوصیات زمین‌شناسی حوضه‌های آبریز عامل موثری در تغذیه رسوبی رودخانه‌ها می‌باشد. وجود سازندهای سخت و مقاوم نرخ فرسایش خاک را کاهش داده و بار رسوبی رودخانه را تقلیل می‌دهد. درصورتی که سطح حوضه آبریز از تشکیلات زمین‌شناسی فرسایش‌پذیر نظیر لایه‌های رس و سیلت پوشیده باشد فرسایش ناشی از بارندگی تشدید یافته و به تبع آن میزان رسوب حمل شده توسط رودخانه نیز رو به افزایش می‌گذارد. شکل دره و مسیر رودخانه نیز که مسیر انتقال رسوب تلفی می‌شوند تابعی از شرایط زمین‌شناسی بوده و به نوبه خود نحوه انتقال مواد رسوبی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در شکل (۳-۲) وضعیت دره و مسیر رودخانه و به‌عنوان منبع اصلی تأمین رسوب عمل می‌کند و موادرسوبی حاصل‌شده به‌صورت باربستر در محدوده کوه‌پایه به پایین‌دست منتقل و در ناحیه جلگه‌ای انتقال مواد رسوبی به‌صورت ترکیبی از باربستر و معلق می‌باشد. در ناحیه پایین‌دست محدوده دلنا به‌علت افت محسوس شیب بسترو کاهش قطر دانه‌هاء انتقال رسوب به‌صورت بار معلق عمومیت دارد [۱۴]. ناحیه ی ناحیه جلگه‌ای ناحیه کوهپایه | ناحیه ۳۳۳ انتقال رسوب انتقال رسوب به‌صورت بار بستر انتقال رسوب به‌صورت ۱ منبع تولید رسوب| به‌صورت بار معلق و بار معلق ۱ بار بستر ا ا ۱ شکل ۴-۲- شکل‌های مختلف انتقال رسوب در مسیر رودخانه‌ها [۶] وقوع زمین لغزش و کوه ریزش نیز از جمله پدیده‌های زمین‌شناسی است که مواد رسوبی زیادی را وارد شبکه رودخانه نموده و -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه کناره‌های رودخانه نیز نقش مهمی در انتقال رسوب به‌عهده دارد. تناوب لایه‌های فرسایش‌پذیر و مقاوم و وجود بیرون‌زدگی‌های سنگی و همچنین ضخامت و گستره لایه آبرفتی بسترء از عوامل موثر در تعیین کمیت بار رسوبی بوده و در حیطه بررسی‌های زمین‌شناسی قرار دارد. به‌علاوه از اطلاعات زمین‌شناسی سطحی که مشخص کننده سطح گسترش سازندهای با فرسایش‌پذیری کم یا زیاد می‌باشد در تعیین رسوب‌دهی حوضه‌ها استفاده می‌شود. برای تعیین اطلاعات دقیق‌تر در خصوص ویژگی‌های زمین‌شناسی در مسیر رودخانه‌ها اغلب حفر چاه‌های گمانه و بررسی‌های ژئوتکنیک ضرورت دارد. 7۳ ۸- کاربری اراضی, پوشش گیاهی و نوع خاک یکی از عوامل موثر در فرسایش خاک و افزایش بار رسوبی رودخانه‌ها نحوه استفاده از اراضی و تغییر کاربری آنها می‌باشد. توسعه فعالیت‌های کشاورزی» گسترش شهرهاء احداث راه‌ها و بسیاری دیگر از اقدامات عمرانی منجر به ناپایداری دانه‌های خاک و انتقال آن به شبکه آبراهه‌ها در حین وقوع بارندگی و برقراری رواناب سطحی می‌گردد. امروزه با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای» انواع کاربری‌ها در حوضه آبریز مورد بررسی قرار گرفته و نقشه کاربری اراضی تهیه می‌شود. پوشش گیاهی نیز به نوبه خود در تثبیت خاک حوضه موثر بوده و نقش مهمی در حفاظت خاک به‌خصوص در کناره‌ها و اراضی حاشیه رودخانه به‌عهده دارد. تهیه نقشه پوشش گیاهی و مشخص کردن نواحی جنگلی» مرتعی و مناطق بایر نیز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای امکان‌پذیر می‌باشد. این‌گونه نقشه‌ها مبنای تعیین نرخ فرسایش خاک و میزان رسوب ورودی از سطح حوضه آبریز به رودخانه می‌باشد. بدین منظور علاوه بر اطلاعات کاریری اراضی و پوشش گیاهی تعیین نوع خاک در قسمت‌های مختلف حوضه آبریز و از جمله کناره‌ها و حواشی رودخانه دارای اهمیت است. نقشه‌ها و گزارش‌های خاک‌شناسی موجودء بررسی‌های صحرایی و نمونه‌برداری و انجام تجزیه‌های آزمایشگاهی امکان تعیین مشخصات و توزیع مکانی آزها را فراهم می‌کند. در معادله جهانی 53 ره که با هدف تعیین نرخ فرسایش خاک به‌کار گرفته می‌شود محموعه‌ای از اطلاعات کاربری اراضی, پوشش گیاهی» و نوع خاک به‌همراه سایر عوامل حوضه‌ای کاربرد دارد. به‌علاوه در معادله 06 نز برای تعیین نرخ فرسایش خاک و ارزیابی رسوب ورودی به آبراهه‌ها نوع خاک, پوشش گیاهی و کاربری اراضی در کنار سایر عوامل مورد استفاده قرار می‌گیرد [۰۲۲ ۱۹]. در استفاده از مدل‌های رایانه‌ای که با هدف شبیه‌سازی رسوب‌دهی حوضه آبریز انجام می‌شود اطلاعات پوشش گیاهی» کاربری اراضی و نوع خاک از جمله ورودی‌های اصلی مدل تلقی می‌شود [۲۰]. -٩ +7‏ سازه‌های آبی و اقدامات حفاظتی احداث سازه‌های آبی نظیر سدهاء بندهاء پل‌ها و سرریزها با تاثیرگذاری بر الگوی جریان و خصوصیات هیدرولیکی» فرآیند انتقال رسوب را دستخوش تغییر می‌نماید. از این‌رو در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها لازم است اثرهای این گونه سازه‌ها مورد توجه قرارگیرد. در مخازن سدها رسوب ورودی تله‌اندازی شده و بازه‌های پایین‌دست با کاهش تغذیه رسوبی مواجه می‌شوند. شکل (۲- ۵) مواردی از تاثیر احداث سد را بر رژیم رسوبی رودخانه نشان می‌دهد. مطابق شکل افت شدید آورد رسوبی رودخانه در پایین‌دست سد کاملا ا 0 ما ازم5 1۱۷۵۹۵ -| 2- ۳۵0116 501۵۵۲ 11۵۲ ۸200 6 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مروری بر عوامل مور بر انتقال رسوب ۳۵ در سدهای انحرافی نیز بخشی از رسوب حمل شده در بالادست سازه ترسیب نموده و بخشی نیز همراه با آب برداشتی از دسترس جریان رودخانه‌ای خارج می‌شود. پل‌ها از جمله سازه‌هایی می‌باشند که با تغییر الگوی جریان بر فرآیند انتقال رسوب تاثیرگذار بوده و به‌خصوص کاهش مقطع جریان در محدوده سازه موجب افزایش نرخ انتقال رسوب و وقوع فرسایش در اطراف پایه‌های پل می‌گردد. اقدامات حفاظتی و عملیات ساماندهی نیز به نوبه خود از عوامل تاثیرگذار بر پدیده انتقال رسوب می‌باشند. احداث خاکریزهای سیل‌بند یا گوره‌ها [۳۶] با محدودسازی پهنه سیلاب برنرخ انتقال رسوب تاثیرگذار می‌باشد. آبشکن‌ها نیز از جمله سازه‌های عرضی می‌باشند که به دلیل کاهش مقطع جریان نرخ انتقال رسوب را افزایش می‌دهد. کبل از احداث ند درخ لتقال رسوت 2 (کیا و درم برتلیه) شکل ۵-۳- تاثیرپذیری رژیم رسوبی رودخانه از سد مخزنی [۱۷] ایجاد پوشش‌های حفاظتی و تشکیل شدن لایه جوشنی موجب تثبیت بستر و کناره‌ها گردیده و از این طریق با کاهش تغدیه رسوبی رودخانه نرخ انتقال رسوب نیز رو به کاهش می‌گذارد. احداث سازه‌هایی نظیر شیب‌شکن» کف‌بند و سرریزهاء راهکاری برای کاهش شیب بستر و در نتیجه کاهش ظرفیت حمل رسوب رودخانه تلقی می‌شود. از طرفی اقداماتی نظیر بهسازی و اصلاح مسیر که اغلب با احداث دیواره‌های حفاظتی و ایجاد میانبر و پاکسازی مسیر از آنباشته‌های رسوبی همراه است منجر به افزایش مقدار رسوب حمل شده توسط رودخانه می‌گردد. ۲ ۹۰- برداشست مصالح رودخانه‌ها علاوه بر تامین منابع آب اغلب به عنوان منبع تامین مصالح مورد نیاز در طرح‌های مختلف عمرانی نیز تلقی می‌شوند. از این رو برداشت مصالح از دیرباز در رودخانه‌ها متداول بوده است. به‌علاوه در ترابری آبی لازم است برای تامین عمق مورد نیاز کشتیرانی بخشی از مصالح رودخانه‌ای لایروبی گردد. در ساماندهی رودخانه‌ها نیز اغلب پاکسازی مسیر از انباشته‌های رسوبی با هدف ایجاد راستای مناسب ضروری می‌باشد. از جمله تبعات به دست آمده از برداشت مصالح شکل‌ گیری گودال برداشت و تغییر نرخ انتقال رسوب در بالادست و پایین‌دست گودال می‌باشد. در شکل (۲- ۶) چگونگی بروز آثار برداشت مصالح رودخانه‌ای نشان داده شده است [۳۰]|. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه شیب بتر و سطح آب اولیه سس سوه ج لیا ۵ ب داشت مصالح یو مه ۱ هه هه ِ-» نس ها چ > سعه ی یا و 0 اه ۲ ی تس لا بل 7 ی اس ح ۱ و اما ۵ - وال اس ۱ سینت سته دنق ۱ ِ هه اوه شکل ۶-۲ چگونگی بروز آثار برداشت مصالح رودخانه‌ای از دیدگاه انتقال رسوب [۳۰] مطابق شکل با برداشت بخشی از بار رسوبی رودخانه ( ,۸0) فرسایش فراگیر بستر آغاز گردیده و شرایط جدیدی از نظر انتقال رسوب در بازه‌های بالادست و پایین‌دست گودال برداشت ظهمور می‌کند. در این فرآیند نرخ انتقال رسوب در پایین‌دست کاهش یافته ( منجر به کف‌کنی و افت تراز بستر گردیده و در بلند مدت با برقراری شیب اولیه بار رسوبی نیز مجددا میزان اولیه خود (,) را باز می‌یابد. علاوه بر نرخ انتقال رسوب مشخصه‌های هندسی رودخانه از پدیده برداشت مصالح تاثیرپذیری زیادی دارد و از این‌رو لازم است نرخ آورد رسوب رودخانه برای بهره‌برداری بهینه پیشاپیش مشخص گردد [۱۷ ۳۰ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۳ طبقه‌بندی انواع فرسایش و انتقال رسوب در رودخانه‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - طبقه‌بندی انواع فرسایش و انتقال رسوب در رودخانه‌ها ۳۹ ۱-۳- کلیات وقوع فرسایش از جمله پدیده‌های بارز انتقال رسوب در رودخانه‌ها می‌باشد. به لحاظ پیچیدگی‌های حاکم بر انتقال رسوب و با توجه به این که عوامل متعددی در این فرآیند تاثیرگذار می‌باشند فرسایش در رودخانه‌ها نیز دارای شکل‌های مختلفی است. در زیر به بررسی نحوه انتقال رسوب و انواع فرسایش حاصل از آن پرداخته شده است. مواد رسوبی در رودخانه‌ها عموما به دو صورت بار بستر و بار معلق جایجا می‌شود. عواملی نظیر خصوصیات دانه‌بندی» چگالی دانه‌هاء دمای آب؛ هیدرولیک جریان و مشخصه‌های هندسی رودخانه در نحوه انتقال مواد رسوبی تاثیرگذار می‌باشند. بار کل محموع باربستر و بار معلق است که به‌عنوان آورد رسوبی رودخانه قلمداد می‌شود. مطابق شکل (۱-۳) بار معلق خود شامل دو قسمت متمایز بار شسته و بار معلق بستری " است. بار شسته مواد رسوبی ریزدانه است که در اثر بارندگی از سطح خاک حوضه آبریز فرسایش یافته و وارد شبکه آبراهه‌ها می‌شود. در خصوص بار معلق بستری نیز بخشی از دانه‌های رسوب موجود در بستر به حالت معلق در آمده و همراه جریان آب حمل می‌شود. مجموع باربستر و بار معلق بستری به‌عنوان بارمواد بستر" بوده و معرف مواد رسوبی برخاسته از بستر منشای رسوب : - بستر و کناره های رودخانه - سعلح حوضه آبریز شکل ۱-۳- شکل‌های مختلف انتقال مواد رسوبی در رودخانه‌ها [۱۰] به‌علاوه مطابق شکل (۱-۳) باربستر و بار معلق بستری همواره در تعامل با یکدیگر بوده و چنانچه در بازه‌ای از رودخانه تنش‌های هیدرولیکی افزایش یابد (به علت کاهش مقطع جریان و یا افزایش شیب بستر) بخشی از باربستر به‌حالت معلق در آمده و میزان بار معلق بستری افزایش می‌یابد. در صورت کاهش تنش هیدرولیکی (به‌علت کاهش بده جریان» افزایش مقطع و یا کاهش شیب رودخانه) بخشی از بار معلق ترسیب گردیده و به‌صورت باربستر جایجا می‌شود. در زیر جزییات بیش‌تری از شکل‌های مختلف انتقال 1- ۷۷۵۵ ]40 2- ۵۵۵0 ۷121071۵ [ 5:00:00 ]40 3- 800 ۸/1۵1071۵[ ]40 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۱-۳-۳- بار معلق بخش مهمی از باررسوبی حمل شده توسط رودخانه‌ها به بار معلق اختصاص دارد. از جمله عوامل موثر در معلق شدن دانه‌های رسوب پدیده تلاطم است که در نتیجه آن مطابق شکل (۲-۳) دانه‌های رسوب از بستر جدا شده و ضمن اختلاط با آب همراه جریان منتقل می‌شود [۲] معیارهای مختلفی توسط محققین برای معلق شدن دانه‌های رسوب ارائه شده است که بیش‌تر آنها نسبت سرعت برشی (۷۶) به سرعت سقوط دانه‌ها ( و۱۷۷ ) را مبنایی برای معلق شدن قرار داده‌اند. در جدول (۱-۳) دیدگاه محققین مختلف ارائه شده است [۳|. مواد رسوتی ۰ برخشاسته از بستر شکل ۲-۳ نحوه معلق شدن دانه‌های رسوب موجود در بستر در اثر پدیده تلاطم [۲] در جدول (۷*)۱-۳: سرعت برشی جریان (متر بر ثانیه) که از رابطه [ **(0/ (2) < ۷۰ ] به‌دست می‌آید که در آن 20: تنش برشی جریان (نیوتن بر مترمربع)» م: جرم مخصوص آب (کیلوگرم جرم بر مترمکعب)» می‌باشد.» ,1 : قطر دانه رسوب (متر)» ۷۷/0 : (مترمربع بر ثانیه) می‌باشد. معیارهای مندرج در جدول (۱-۳) مربوط به بار معلق بستری (مواد رسوبی برخاسته از بستر) بوده و محدوده دانه‌های غیرچسبنده (ماسه و شن) ر شامل می‌شود. مواد معلق حاصل شده از رسوبات چسبنده (سیلت و رس) در زمره‌ی بار شسته قرار دارد. اندازه دانه‌ها برای بار شسته کم‌تر از ۰۵/ میلی‌متر ودر بعضی مراجع دانه‌های رسوب کوچک‌تر از ۰/۰۶۲ میلی‌متر به‌عنوان محدوده بارشسته تلقی می‌شود [۲۳ ۰۱۰ ۱]. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم- طبقه‌بندی انواع فرسایش و انتقال رسوب در رودخانه‌ها )۳ جدول + ۱- معیار معلق شدن دانه‌های رسوب در رودخانه‌ها براساس نظریات محققین مختلف [۳] وان راین 7 ۱۹۸۴ 53 ع(4/)05-1 ۷*۵ ۱ 10 08-1(8/2[1/3))] ۵۵ >۱ ((زن ۷۵۵ 4 < ۷*/۷:۵ 0 < 05-1(8/۷2[1/3)] 25 راد کیوی - ۱۹۹۰ 5 << ۷*/۷/۵ آغاز چهش دانه‌ها - 5811211010 (01160[) 5 < ۷*/۷/۵ معلق شدن فراگیر دانه‌ها سومر و همکاران - ۱۹۹۶ [ < 15ع(۷*2/)05-1 3 > 5( > 0.13 (.[2 61 5۱۱6۲) درحالی که نرخ انتقال بار معلق بستری تابع شرایط هیدرولیکی جریان می‌باشد» بار شسته از این ویژگی مسئتثنا بوده و جریان آب قادر است بار شسته را به هر مقدار که وارد رودخانه شود به صورت معلق حمل نماید. علت این پدیده تشکیل پیوند یونی بین دانه‌های رسوب و ملکول‌های آب می‌باشد که در مقابل نیروی وزن دانه‌ها مقاومت نموده و از ترسیب آنها ممانست می‌نماید. این ویژگی همچنین عامل اصلی وقوع جریان‌های با غلظت بالا" و جریان‌های گلی در رودخانه‌ها می‌باشد. راهکار عملی برای تعیین بار شسته» نمونه‌برداری و تعیین غلظت در ایستگاه‌های آب‌سنحی و رسوب‌سنجی می‌باشد. بدیهی است نمونه‌های تهیه شده علاوه بر بار شسته» بار معلق بستری را نیز شامل می‌شود. جزییات بیش‌تر در خصوص تعیین بار معلق در فصل ۴ ارائه خواهد شد. ۲-۳-۳ باربستر باربستر بخشی از بار رسوبی حمل شده توسط رودخانه است که به حالت لغزش, غلطش " و پا چهش " در بستر (کف رودخانه) حرکت می‌کند [۱۷|. در شکل (۲-۲۳) نحوه جابجایی مواد رسوبی در بستر نشان داده شده است. مطابق شکل بار بستر در لایه‌ای در کف رودخانه جابجا می‌شود که اصطلاحا عنوان لایه باربستر" به آن اطلاق می‌گردد. مکانیسم تشکیل باربستر اولین بار در سال ۱۸۷۹ میلادی توسط دوبویز " مورد بررسی قرار گرفت [۳]. مطابق نظریه دوبویز باربستر حاصل تنش برشی جریان آب بوده و با افزایش آن مقدار بار بستر نیز رو به افزایش می‌گذارد. جزییات مربوط به نقش تنش برشی در انتقال بار بستر در فصل ۵ ارائه خواهد شد. باگنولد " معیار باربستر را براساس مطالعات شیلدز به‌صورت شکل (۴-۳) معرفی نموده است [۱۳۲]. مطابق شکل مزبور منحنی استانه حرکت شیلدز به‌عنوان حد نهایی سکون دانه‌ها تلقی می‌شود (ناحیه یک). ۱-۲106۳۲۲5 2- 8 3- 8 4- 0 7 ۵۵م] ۵۵ -5 5 1۷۷ -6 7- 00 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه خهمی- ی و خ و سس موی 7 و ۳:۹ ۳ 5 ای ۴ ۹ نگ ی ۱ ۰ ۰ رو شکل ۳-۳ نحوه جابجایی ۳ رسوبی در بستر تررودخانه , و مف‌هوم لاید باربستر [۳] محدوده بار بستر از منحنی آستانه حرکت شروع شده و تا منحنی نظیر( ۰ )0. 4 - ادامه می‌یاید (ناحیه دو). برای حالتی که (,(آج / 04 < ۳ باشد حرکت دانه‌ها به‌صورت معلق خواهد بود (ناحیه سه). نکته مهم دیگر در شکل (۳-۳) وجود دو محدوده رسوبات چسبنده و غیرچسبنده می‌باشد. مطابق شکل مرزبندی بین باربستر و بار معلق در محدوده رسوبات غیرچسبنده صادق بوده و بیانگر آن است که برای رسوبات غیرچسبنده شرط معلق شدن گذر از مرحله بار بستر است. تاحیه ۲ محدو ده بارمعای آنتانه خر کت شیلد ز 0 ۰ چ ۱ خی ۰ از سب زا ۱ ۱ رسهات غهر چمنده ماد محد وده رسهات جبنده 4۹ سگون دانه ها 11 0 ]15 )۲۳۱۲۳[ شکل ۳-۳ محدوده بار بستر براساس ناحیه‌بندی باگنولد [۱۶] برای رسوبات چسبنده یا ریزدانه‌ها این شرط صادق نبوده و چنانجه مقدار عدد شیلدز از حد آستانه حرکت تجاوز نماید مواد ریزدانه مستقیما به‌حالت معلق در آمده و همراه جریان آب منتقل می‌شوند. حرکت دانه‌های رسوبی به‌صورت بار بستر موجب شکل‌گیری -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم- طبقه‌بندی انواع فرسایشس و انتقال رسوب در رودخانه‌ها ۳۳ تلماسه‌ها و پشته‌های رسوبی می‌گردد. در شکل (۵-۳) نمونه‌ای از نحوه جابجایی مواد رسوبی در بستر و تلماسه‌های حاصل از آن شکل ۵-۳- نمونه‌ای از شکل‌گیری تلماسه‌ها ناشی از پدیده باربستر در رودخانه‌ها [۳] در تعیین باربستر آگاهی از خصوصیات هندسی و مکانیسم جابجایی این‌گونه امواج رسوبی بستر ضروری می‌باشد که در فصل مربوط به تعیین باربستر (فصل ۵) به آن پرداخته خواهد شد. ۳-۲-۳ بار مواد بستر مجموع باربستر و بار معلق بستری اصطلاحا بار مواد بستر نامیده می‌شود. هرچند محاسبه باربستر و بار معلق بستری به‌صورت مجزا و با استفاده از روابط موجود امکان‌پذیر می‌باشد. لیکن در بسیاری از موارد استفاده از رابطه‌ای که بتواند بار مواد بستر را مستقیما محاسبه نماید ترجیح داده می‌شود. معادلاتی که بار مواد بستر را محاسبه می‌کنند اصطلاحا به معادلات بار کل نیز شهرت دارند با این تاکید که این معادلات قادر به محاسبه بار شسته نیستند. در شکل (۶-۲۳) نمونه‌ای از نتایج اندازه‌گیری بارمواد بستر در رودخانه نشان داده شده است. تعیین بارمواد بستر از اوایل سال ۱۹۵۰ با بررسی‌های انشتین آغاز شد و تاکنون معادلات مختلفی توسط محققین ارائه شده است [ ۲۲ ۲۵]. محدوده دانه‌بندی مورد استفاده در تعیین بار مواد بستر رسوبات غیرچسبنده و یا به‌عبارتی ماسه و دانه‌های درشت‌تر موجود در بستر بوده و مواد رسوبی چسبنده نظیر رس و سیلت که منشای بار شسته می‌باشند در تعیین بارمواد بستر منظور نمی‌شوند. از جمله خصوصیات شاخص بارمواد بستر آن است که به تبعیت از شرایط هیدرولیک جریان دارای ظرفیت حمل رسوب" مشخصی می‌باشد. این ویژگی از شکل (۶-۳) به‌خوبی قابل استنتاج است. مطابق شکل مزبور با افزایش سرعت جریان (شاخص هیدرولیکی) مقدار بار موادبستر (شاخص ظرفیت حمل) نیز افزایش می‌یاید. (ا20۵0) 1۳۵۱۵۵۵۲۱ 5۵11011 -|[ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳۴ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه 0 150 100 80 600 0 30 0 15 از از متر-روز/ تن ) بار مواد پستر ۴-۲-۳- با کل انتقال رسوب بوده و شاخصی از وضعیت پایداری خاک. پوشش گیاهی. کاربری اراضی 9 ملاحظات مربوط به حفاظشت و بمره‌برداری از رودخانه‌ها می‌باشد. بخشی از بار کل متعلق به بارشسته است که حاصل فرسایش خاک حوضه بوده و از طریق شبکه آبراهه‌ها وارد بار کل عموما از محاسبه بارشسته صرفنظر نموده و فقط بارموادبستر را به‌عنوان بارکل قلمداد می‌کنند [ ۲۱ ۱۷]. از این‌رو در بسیاری از موارد بارکل مترادف با بار مواد بستر بوده و توجه اصلی به بار رسوبی حاصل از فرسایش بستر رودخانه‌ها معطوف می‌باشد. از طرفی در موارد عدیده‌ای سهم بار شسته در مقایسه با بار مواد بستر بسیار شاخص بوده و لازم است در تعیین بارکل به این مساله توجه شود. از دیدگاه تئوری تعبین بارمواد بستر با استفاده از معادلات انتقال امکان‌پدیر است لیکن تعیین بار شسته صرفا با نمونه‌برداری و تعیین غلظت بار معلق انجام می‌گیرد. روش کلبی تنها روش موجود برای تعیین بارکل است که در آن بارشسته همراه با بارمواد بستر محاسبه می‌شود [۲. ۳۵]. سایر روش‌های موجود برای تعیین بارکل فاقد راهکار لازم برای محاسبه بار شسته می‌باشند و بارمواد بستر به‌عنوان بارکل درنظر گرفته می‌شود. جزییات بیش‌تر در خصوص محاسبه بارکل در فصل ۶ ارائه خواهد شد. ۵-۲-۳- : ۲ جریان‌های باغلظت بالا غلظت بالاعموما بیش از ۳۰ گرم در لیتر بوده و بخش عمده‌ای از آن‌را بار شسته تشکیل می‌دهد [۳ ۲۱ ۲۵]. جریان گلی و جریان واریزه‌ای را نیز که حاصل زمین لغزش و حرکت آنبوه گل و لای می‌باشد در زمره جریان‌های با غلظت بالا تقسیم‌بندی می‌کنند. ان -۱ ۵ 11۷۵۳۵0۵۱۵۵1۳۵۲۵ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم- طبقه‌بندی انواع فرسایش و انتقال رسوب در رودخانه‌ها ۳۵ بررسی‌های جدید موید آن است که در جریان با غلظت بالا نظیر جریان‌های گلی و واریزه‌ای به علت این که بخشی از انرژی جریان در اثر برخورد دانه‌های رسوب به هم تلف می‌شود با عث افزایش ضریب زبری جریان نیز می‌گردد. اثر غلظت جریان در غلظت‌های حجمی بالای ۵ برروی زبری جریان محسوس می‌شود [۳۱]. عدم حفاظت خاک و مدیریت نا صحیح آبخیزها باعث افزایش رسوبدهی حوضه‌های آبریز به‌ویژه هنگام سیلاب می‌گردد که نهایتا به رخداد سیلاب‌های واریزه‌ای و گلی منجر می‌شود [۳۲ ۳۳ در این خصوص می‌توان به رخداد سیلاب‌های واریزه‌ای در تجریش تهران (تابستان سال 4۱۳۶۶ ماسوله (تابستان ۱۳۷۷) و حوضه‌های گلستان (تابستان سال‌های ۱۳۸۰ و ۱۳۸۱) اشاره نمود. جریان‌های واریزه‌ای به‌خصوص دارای طیف وسیع دانه‌بندی بوده و بیش از ۵۰ آن‌را مواد درشت دانه شن و قلوه و قطعات درشت سنگ تشکیل می‌دهد. برای روابط انتقال رسوب جریان‌های با غلظت بالا به راهنمای مطالعات رودخانه‌های مخروطافکنه‌ای» نشریه شماره ۳۶۳- الف طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور مراجعه شود. فرسایش " پدیده‌ای تاثیرگذار در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها می‌باشد. چنانچه نرخ تغذیه رسوبی رودخانه کم‌تر از ظرفیت حمل آن باشد مواد رسوبی موجود در بستر فرسایش یافته و همراه جریان آب حمل می‌شود. مقدار رسوب فرسایش ییافته از بستر براساس رابطه زیر معروف به معادله پیوستگی رسوب یا معادله بقای جرم مشخص می‌گردد [ ۳ ۲۷]|: (۱-۳) - م۷ > وا که در این رابطه: ز): تغذیه رسوبی رودخانه (از بازه بالادست و شاخه‌های متصل به رودخانه) در واحد زمان» ,2): بار رسوبی فرسایش یافته از بستر وکناره‌ها و ر: رسوب حمل شده توسط رودخانه که برابر با ظرفیت انتقال بوده و با استفاده از معادلاات رسوب تعیین می‌گردد. با توجه به ماهیت معادله (۱-۳) که مبتنی بر ظرفیت انتقال رودخانه است عوامل معادله معرف بار مواد بستر (بارکل منهای بار شسته) می‌باشد. عوامل مختلفی در فرسایش رودخانه‌ها تاثیرگذار می‌باشند که از آن جمله می توان احداث سدهای مخزنی و تله‌اندازی رسوب ورودی به مخزن, برداشت آب از رودخانه؛ برداشت مصالح, کاهش مقطع جریان ناشی از احداث پل و سازه‌های حفاظتی و ساماندهی را می‌توان نام برد. در زیر به انواع فرسایش در رودخانه‌ها پرداخته شده است. ۳۳ ۱- فرسایش موضعی آ فرسایش موضعی در اثر انحراف خطوط جریان و وقوع پدیده گردابه‌ای " به‌وجود می‌آید. این‌گونه فرسایش را می‌توان در اطراف پایه‌های پل» دماغه آبشکن‌هاء خم رودخانه‌هاء برون‌زدگی‌های سنگی» پایین‌دست سرریزها و محدوده سازه‌های موجود در مسیر رودخانه‌ها مشاهده نمود. فرسایش موضعی منجر به تشکیل چاله فرسایشی " و گودافتادگی موضعی بستر رودخانه می‌گردد. از دیدگاه انتقال رسوب معادله (۲-۳) را می‌توان برای وقوع فرسایش موضعی نیز صادق دانست. مطابق رابطه مزبور در فرآیند تشکیل چاله [- 0 ۲ ما -2 3 ۳۵0۷ -3 ع[0[] +با500 -4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه فرسایشی علاوه بر رسوب ورودی (ز, ) بخشی از مواد رسوبی موجود در بستر نیز فرسایش یافته ( 2,0)) و به‌عنوان رسوب خروجی ( 0)) به پایین‌دست چاله فرسایشی منتقل می‌شود. منابع رسوب حاصل شده از فرسایش موصعی در تعیین کمیت بار رسویی دارای اهمیت است. به حخصوص در مدل‌سازی رفتار رودخانه‌ها لحاظ کردن فرسایش‌های موضعی و پیش بینی پی‌آمدهای به دست آمده از آن درخور توجه می‌باشد. جزییات بیش‌تر در خصوص فرسایش موضعی و شکل‌گیری چاله فرسایشی در مراجع مختلف از جمله مرجع | ۲۰| ارائه شده است. ۲-۳-۳-.. : ۱ فرسایش عمومی کف‌کنی و افت فراگیر بستر در رودخانه‌ها به‌عنوان فرسایش عمومی شناخته می‌شود. عوامل متعدد طبیعی و انسانی در وقوع عامل اصلی فرسایش عمومی افزایش ظرفیت انتقال رودخانه ناشی از عوامل مذکور در فوق می‌باشد که در نتیحه آن رودخانه برای جبران کمبود بار رسوبی بستر خود را فرسایش داده و به‌تدریج پدیده کف‌کنی در بخش عمده‌ای از مسیر رودخانه پدیدار می‌گردد. در شکل (۷-۲) نمونه‌ای از فرسایش عمومی در پایین‌دست سد نشان داده شده است. مطابق شکل در اثر احداث سد موادرسوبی حمل شده توسط رودخانه در مخزن انباشته شده و خروج آب صاف و فاقد موادرسوبی (و یا رسوب خروجی کم) موجب فرآیند نیز معادله (۱-۳) صادق بوده و هریک از عوامل معادله در میزان گود افتادگی بستر تاثیرگذار می‌باشند. احداث پل و یا استفاده از سازه‌های حفاظتی نظیر آپشکن‌ها و دیواره‌های سیل‌بند و گوره‌ها (خا کریزها) منجر به کاهش مقطع جریان شده و بستر رودخانه در اثر تنگ شدگی دستخوش فرسایش می‌گردد. برداشت مصالح نیز رژیم رسوبی رودخانه را برهم زده و فرسایش عمومی را در بالادست و پایین‌دست نقطه برداشت به‌همراه دارد. یی ( مقطع کنترل بالادست س خزن بستر بعد از فرسایش بستر او یه ه ۰ سس » سس شکل ۷-۳ فرسایش عمومی در پایین‌دست سدمخزنی ناشی از تله‌اندازی رسوب در بالادست و افزایش ظرفیت انتقال در پایین‌دست [۲۰] 0 0/۶ 006۳۵ -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم- طبقه‌بندی انواع فرسایش و انتقال رسوب در رودخانه‌ها ۳۷ وقوع سیلاب نیز از جمله عوامل طبیعی است که منجر به فرسایش عمومی در رودخانه می‌گردد [۵] -۳-۳-۳ فرسایش کناره‌ای " بخشی از بار رسوبی رودخانه‌ها حاصل فرسایش کناره‌ای است. ادگارد" در بررسی‌های خود بار رسوبی ناشی از فرسایش کنارهای رودخانه ساکرامانتو " را معادل ۶۰ رسوب کل سالیانه رودخانه گزارش نموده است [۲۰]. در شکل (۸۳) نمونه‌ای از فرسایش کناره‌ای و جابجایی عرضی رودخانه نشان داده شده است. مطابق شکل در یک دوره ۷ ساله (۱۹۷۲-۱۹۷۸) کناره‌های رودخانه بیش از یک‌صدمتر دستخوش فرسایش و جابجایی عرضی شده است. از عوامل موثر در فرسایش کناره‌ها را می‌توان به موارد زیر اشاره نمود [۸م 1۱۸: - فرسایش در قوس خارجی رودخانه‌ها - فرسایش کناره‌ها وتعریض در رودخانه‌های شریانی - فرسایش‌های خندقی در حاشیه رودخانه‌ها - پنجه‌شویی و ریزش توده‌ای کناره‌ها - فرسایش ناشی از تنش‌های هیدرولیکی (برخورد مستقیم جریان با کناره‌ها) - شکل مقطع رودخانه - از بین بردن پوشش گیاهی در کناره‌ها شکل ۸-۳ نمونه‌ای از فرسایش کناره‌ای و جابجایی عرضی در رودخانه‌ها [۱۸] در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها هر یک از عوامل فوق تاثیرگذار بوده و لازم است نقش آنها از دیدگاه کمی و کیفی مد نظر قرار گیرد. مقدار بار رسوبی به دست آمده از فرسایش کناره‌ها را می‌توان با در دست داشتن نرخ فرسایش سالیانه برآورد نمود. 9 م30 -[ 2- 0 3- ۹۵۸0۳7۵13۵10 7۲ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۴ روش‌های محاسبه بار معلق -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روئس‌های محاسبه بار معلق )۳ ۱-۳- کلیات انتقال مواد رسوبی به‌صورت بار معلق تابعی از شرایط هیدرولیکی جریان و خصوصیات فیزیکی دانه‌های رسوب می‌باشد. از دیدگاه هیدرولیکی دانه‌های رسوب در اثر نیروی برکنش ! ناشی از پدیده تلاطم (توربلانت) از بستر جدا شده و به‌حالت معلق حمل می‌شود. این بخش از مواد رسوبی موجود در جریان رودخانه‌ای اصطلاحا بار معلق بستری نامیده می‌شود. نرخ بار معلق بستری تابع شرایط هیدرولیکی بوده و با افزایش بده جریان مقدار آن نیز رو به افزایش می‌گذارد و در بده‌های کم به‌طور محسوسی کاهش می‌یابد. خصوصیات فیزیکی دانه‌ها نیز نقش مهمی در کمیت بار معلق ایفا می‌کند. مواد رسوبی دانه‌ریز یا جسبنده به‌ویژه رس‌ها به‌علت دار بودن خاصیت جاذبه مولکولی یا چسبندگی " قادرند با مولکول‌های آب پیوند یونی تشکیل داده و به‌حالت معلق جابه‌جا شوند [۱۹]. این ویژگی عامل مهمی در فرسایش سطحی خاک حوضه‌های آبریز می‌باشد که طی آن رواناب ناشی از بارندگی ذرات رس و سیلت را همراه خود وارد شبکه آبراهه‌ها نموده و از طریق رودخانه به خارج از حوضه آبریز منتقل می‌نماید. غلظت بار معلق به دست آمده از رسوبات چسبنده (ریزدانه‌ها) یا بار شسته» همان‌طور که در مبحث فصل ۳ اشاره شد متاثر از شرایط هیدرولیکی جریان نبوده و مفهوم ظرفیت انتقال برای آنها مصداق ندارد. در شرایط طبیعی بار معلق حمل شده توسط رودخانه ترکیبی از بار معلق بستری و بار شسته می‌باشد که با توجه به متفاوت بودن مکانیسم حاکم بر انتقال آنها روش‌های موجود برای تعیین هر یک نیز متفاوت است. در زیر جزییات روش‌های تعیین بار معلق آرائه می‌شود. ۴ ۲- محاسبه بار معلق در شرایط وجود آمار از جمله راهکارهای مناسب برای تعیین بار معلق استفاده از آمار ثبت شده در محل ایستگاه‌های آب‌سنجی می‌باشد. در این ایستگاه‌ها ضمن اندازه‌گیری بده جریان (0ج) نمونه‌های آب نیز با هدف تعیین غلظت رسوب (۳) تهیه و پس از انتقال به آزمایشگاه غلظت بار معلق مشخص می‌گردد. این گونه اطلاعات بخشی از آمار متداول رودخانه‌ها بوده و از طریق سازمان‌های ذیربط (نظیر سازمان‌های آب منطقه‌ای, دفتر مطالعات پایه منابع آب (شرکت مدیریت منابع آب) قابل دسترسی می‌باشد. نمونه‌برداری و تعیین غلظت با استفاده از روش نقطه‌ای و یا تحمع در عمق انجام می‌گیرد. جزییات مربوط به تحهیزات نمونه‌برداری» شیوه نمونه‌برداری و همچنین تعیین غلظت در نشریات استاندارد وزارت نیرو [۲۹ ۳۱ و ۳۹] قابل دسترسی است. پس از تعیین ) مقدار بار رسوبی معلق رودخانه ,۰0 با استفاده از رابطه زیر تعیین و به عنوان بخشی از آمار رسوب معلق رودخانه ثبت می‌گردد: (۱-۴) 0.0864 حول که در این رابطه: ): بار رسوب معلق (تن در روز)» ح: غلظت متوسط رسوب معلق (میلی گرم در لیتر) و م2) بده جریان روزانه (مترمکعب بر ثانیه) این واقعیت که اندازه‌گیری بده جریان و غلظت بار معلق به صورت روزانه به دلایل مختلف از جمله هزینه‌های مالی, مسایل اداری» تعدد و تنوع رودخانه‌ها عملا میسر نمی‌باشدء در عمل سالانه تعداد معدودی عملیات آندازه‌گیری و تعیین کمیت بده جریان و ۱-11 0 2- 3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه غلظت انجام گرفته و به عنوان داده‌های آماری در اختیار کاربران و متخصصین مسایل رودخانه‌ای قرار می‌گیرد. این داده‌ها مبنای تعین بار رسوبی روزانه ماهانه و سالانه بوده و بدین منظور از روش‌های مختلفی می‌توان بهره جست که از جمله آنها روش منحنی سنجه رسوب (511۳)" و منحنی بده کلاسه " موسوم به روش 17151" متداول می‌باشد [۱۲ ۲۲]. ۳-۴ ۱- روش منحنی سنجه رسوب منحنی سنجه رسوب با استفاده از داده‌های آماری ,0ج و۷) ترسیم می‌شود. چنین اطلاعاتی بخشی از برنامه سنحش‌های رودخانه‌ای تلقی گردیده و در هر ایستگاه آب‌سنجی سالیانه در چند نوبت ضمن اندازه‌گیری بده جریان روزانه» مقدار غلظت مواد معلق و تناژ رسوب روزانه نیز محاسبه می‌شود. برای ترسیم منحنی سنجه رسوب سری داده‌ها برای یک دوره آماری چند ساله مورد استفاده قرار می‌گیرد. در جدول (۱-۴) نمونه‌ای از نحوه ثبت آمار ارائه شده است [۲۸]. مطابق جدول سالیانه در چند نویبت نمونه‌برداری و تعیین غلظت متوسط (ح) هم‌زمان با اندازه‌گیری بده جریان روزانه ( ,20) انجام گرفته و با استفاده از معادله (۱-۴) تناز رسوب روزانه ( ,)) نیز محاسبه می‌گردد. بررسی جدول (۱-۴) مبین آن است که به‌طور طبیصی غلظت مواد معلق در رودخانه‌ها دارای تغییرات زمانی زیادی بوده و به عنوان نمونه برای رودخانه مورد نظر در سه سال آماری حداقل آن ۱۵ و حداکثر آن ۲۲۰۷ میلی گرم در لیتر ثبت شده است و تناژ رسوب روزانه نیز از حداقل ۳۳۰ تا حداکثر ۷۸۵۷۹ متغییر بوده است. چنین دامنه تغییرات و وضعیت تراکم پوشش گیاهی حوضه‌های آبریز در فصول مختلف است. ۳ ۲ ۲-۱- تعیین رابطه نمایی و ترسیم منحنی سنجه رسوب صضرورت تعیین رابطه نمایی رسوب ناشی از محدود بودن آماری مشاهده‌ای است که در آن فقط برای تعداد اندکی از روزهای سال اندازه‌گیری هم‌زمان و۷) محقق می‌گردد. مطابق جدول (۱-۴) تعداد داده‌های مشاهده‌ای برای سال ۱۳۵۱-۵۲ معادل ۱۵ مورد؛ سال ۱۳۵۲-۵۳ برابر با ۲۱ و در سال ۱۳۸۲-۸۲ به ۱۱ مورد محدود می‌باشد. به عبارتی در طول یک سال آبی چند نوبت به محل روزهای سال لازم است با تعیین رابطه همبستگی بین و , تناژ رسوب برای روزهای فاقد آمار محاسبه شود. در شکل (۱-۴) نمونه‌ای از منحنی سنجه‌رسوب همراه داده‌های مشاهده‌ای برای یک دوره آماری ۲۰ ساله نشان داده شده است. برای منحنی 6 1۵11۳8 500101 - | 0 0۶ ۳۵ یکلا -2 ۵ 10۳۵110 ۳۵۷ - 3 -------- صفحهٔ بعد -------- و 5 نصل چهارم - رونس‌های جدول ۳ ۱- نمون سال آبی و۳۳ بده جریان روزانه ( ( (ایستگاه دز فول- ۳۳ تعداد نمونه‌هاً (در سال) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳۴ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه حالت کلی معادله نمایی رسوب به صورت زیر می‌باشد: 0-2 1 )۲-۴( در این معادله 2 و 0 به ترتیب ضریب و نمای معادله بوده و, و ر قبلا تعریف شده‌اند. معادله (۲-۴) بعضا برحسب غلظت نیز بیان می‌شود. نظر به این که + نسبت و/, می‌باشد لذا رابطه بین ۲ و و0) را می‌توان به‌صورت زیر ارائه نمود: (۳-۴) ۱ [0 دهع در شکل ۱-۴ نمونه‌ای از معادله نمایی و منحنی سنجه رسوب نشان داده شده است. داده‌های مشاهده‌ای موجود بر روی نمودار معرف اندازه گیری‌های انجام شده در طول ۲۰ سال دوره آماری (۱۳۴۷-۶۶) می‌باشد. مطابق شکل معادله نمایی برای بار رسوب معلق و بده جریان روزانه در رودخانه مذکور به صورت زیر می‌باشد: 0 3 )۴-۴( به‌علاوه براساس رابطه (۳-۴) معادله نمایی غلظت را می‌توان به صورت زیر برای رودخانه مذکور بیان نمود: (۵-۴) 1.3430ع) بررسی موقعیت نقاط مشاهده‌ای برروی نمودار شکل (۱-۴) بیانگر دامنه وسیع تغییرات بده جریان روزانه (حداقل و برابر با ۲۳/۵ و حداکثر آن ۶۰۰ مترمکعب در ثانیه) می‌باشد که انعکاسی از رژیم هیدرولوژیک پر نوسان مناطق خشک و نیمه خشک است. دامنه تغییرات بار رسوبی معلق نیز به تبعیت از رژیم هیدرولوزیک بسیار شاخص بوده و از مقدار جزیی ۱۳ تن در روز تا کمیت قریب ۵ میلیون تن در روز متغییر است. از جمله عوامل تاثیرگذار در تشدید دامنه تغییرات تناز رسوب روزانه» ناپایداری خاک. توپوگرافی کوهستانی و کمبود پوشش گیاهی می‌باشد که نرخ فرسایش خاک را افزایش داده و در مواردی وقوع جریان‌های غلیظ را در پی دارد. به منظور بررسی روند تغییرات غلظت و تحلیل ویژگی‌های رفتاری آنتقال رسوب معلق ترسیم نمودارهای هم‌غلظت مطابق آنچه که برروی نمودار شکل (۱-۴) نشان داده شده متداول است [۲۲]. حد پایین غلظت در این نمودارها 001 10" (میلی‌ گرم در لیتر) و حد بالای آن 01 400000 می‌باشد. وجود غلظت‌های + سنا ۰ م۳۴۰۰ گرم در لیتر) در سری داده‌های مشاهده‌ای موید وقوع جریان‌های غلیظ در رودخانه بوده و انعکاسی از گسترش لایه‌های فرسایش‌پذیر خاک نظیر رس و سیلت در سطح حوضه آبریز و ناپایداری خاک کناره‌های رودخانه قلمداد می‌شود. در مواردی وضعیت داده‌های مشاهده‌ای به‌گونه‌ای است که برازش بیش از یک معادله نمایی را برای ترسیم منحنی سنحه رسوب طلب می‌کند [ ۲۲ ۲۵]. در شکل (۲-۴) نمودار تغییرات , و, برای چنین حالتی ترسیم گردیده و برازش منحنی‌های سنحه برای دو محدوده بده جریان نشان داده شده است. مطابق نمودار مذکور روابط زیر بین بده جریان و بار معلق حاکم می‌باشد: 022470۱ 0 9 )۶-۴( (۷-۴) ۱2/6 ح< 0 و/توس بان 467 عون رودخانه‌ها (شاهرود و قزل اوزن که از شعبات اصلی سفیدرود و به مخزن سفیدرود تخلیه می شوند) موید آن است که غلظت‌های حد |- ۳۵۳] ۳۵۳۲ [0 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رو حوضه‌ای و شرای شکل ۱-۴- س‌های محاسبه بار معلق ماهرود به مراتب بیش‌تر از رودخانه قزل‌آوزن می‌باشد. این ویژگی تنوع عوامل زمین‌شناس ط پوشش گیاهی را در فرسایش خاک و تولید رسوب حوضه‌ها آشکار می‌نماید. سنا سته 700000 مس 0 سس اب 50000 1 ص :710000 107 1.006 1.005 وحم ی 1.00۳4 ت هِ هه 003 و 10002 10001 1.008۳+00 8 )۳۶3/5 ( شکل ۲-۳ نمونه‌ای از برازش منحنی سنجه رسوب برای دو محدوده بده جریان متفاوت (رودخانه قزل آوزن - ایستگاه گیلوان) ۳۵ گاه لوشان) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه یا ۸ ۰ ی ۸ ۰۰ ۰ ۰ ۰ ۰ ۰ ۰.۰ ۵ ۱ ۰ ۰ سس ۰ به‌منظور افرایش ذدفت نتایج حاصله از منحخنی سنحه رسوب روس تعدیل فائو پیشنهاد سشسده است. در این روش صریب «در معادله (* ۲) توسط و( < 0,8 جایگزین می‌شود که در آن , میانگین بار رسوبی روزانه اندازه‌گیری شده و و0 میانگین بده روزانه اندازه گیری شده در دوره آماری می‌باشد. در روش ۲۳۸0 مطابق شکل ۴ ۳) منحنی تعدیل شده دارای شب مشابه و موازی با منحنی به‌دست آمده از برازش معادله نمایی داشته و از نقطه‌ای با مختصات میانگین کل آبدهی‌ها و میانگین کل بار معلق نمونه‌های برداشتی ایستگاه موردنظر ,0) عبور می‌نماید. در ادامه با استفاده از این رابطه به جای رابطه نمایی (مشابه معادلاات یک منحنی یا دو منحنی در شکل ۴ ۳) می‌توان بار رسوبی سالیانه را مطابق روش‌های 1 ۸۵2۲101۲۵ 1۵۳ ۲129۵۵۱۵۵ 7200۵ ۸۲۵ ,(1981) ۳۸۵ توصیه می‌شود) سس و _ 100000 4 3۶ ۱ 10000 ین 8 ه هر _» ۰ ی س ۵ مر منحنی سنجه بعد از تعدبل ۴۸۵ 10000 سر و ِ 5 ۵ ِ 1000 ّ ۰ از ِ 5 100 5 وم و140 - 0۶ نیت هی ۳ وگ اساسا 1 یل 5 8 اس و 10 ۱ و : ۱ ۱ ی ار رگد با مر منحنی سنجه قبل از تعدیل ۴۸۵ ۰ ۰ بسچ ۰ ایس ۱ 5 وه ز۴ ۰ 0 1 ۰. ۰ ۰ ۷ مرچ ۱ ۹ را 12 01 2 - 6 001 1000 100 10 1 0۹ 40 آبدهی (مترمکعب بر ثانیه) شکل ۳-۴ نمونه‌ای از برازش منحنی سنجه رسوب با روش تعدیل ۲۸0 و مقایسه آن با روش معادله نمایی یک منحنی و دو منحنی (رودخانه ماربره ایستگاه دره‌تخت) مخازن سدهاء بهسازی مسیر رودخانه‌هاء برداشت شن و ماسه و موارد متعدد دیگر مورد نیاز می‌باشد. 0 -| -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روئس‌های محاسبه بار معلق ۳۷ - تعیین تناز رسوب روزانه بدین منظور پس از تعیین منحنی سنجه و معادله نمایی آن جدول رسوب‌دهی براساس آمار بده جریان روزانه ( و0) تنظیم و برای هر سال آبی (۳۶۵ روز) تناژ رسوب از رابطه زیر محاسبه می‌گردد: 0-2 0 ۶ 12,3, 5 )۸-۴( که در این رابطه: ز: تناژ رسوب روزانه, ز۷): بده جریان روزانه و [ شاخص روز از ۱ تا ۳۶۵ برای یک سال آبی می‌باشد. در جدول (۲-۴) آمار آبدهی روزانه و در جدول (۳-۴) تناژ رسوب روزانه به عنوان نمونه درج شده است. مطابق این جداول برای تعیین تناژ رسوب روزانه لازم است نخست آمار آبدهی روزانه مشخص گردد. تنظیم جدول آبدهی و رسوب‌دهی روزانه برای هر سال آبی و برای دوره آماری چند ساله انجام می‌گیرد. چنین جداولی به عنوان داده‌های ورودی پایه در مطالعه رفتار رسوبی رودخانه‌ها و چگونگی تاثیرپذیری آنما از اقدامات مهندسی مورد نیاز است. علاوه بر رسوب‌دهی روزانه مقادیر غلظت روزانه ( : ن)) را می‌توان براساس رابطه زیر با استفاده از و) و, محاسبه نمود: 0-۱1157410 /0 ۶ 1,2,3, 65 )۹-۴( تشکیل جدول آبدهی و رسوب‌دهی روزانه برای هر سال آبی امکان بررسی هم‌زمان رزیم جریان (هیدروگراف جریان سالیانه) و رژیم رسوبی (هیدروگراف رسوب‌دهی سالانه) رودخانه را نیز فراهم می‌آورد. به عنوان نمونه در شکل ۴-۴ و شکل ۵-۴) به ترتیب رژیم آبدهی و رسوب‌دهی رودخانه نشان داده شده است. مطابق شکل ۴-۴) در دو مقطع زمانی شامل اواسط پاییز و فصل بهار بده جریان روزانه افزایش محسوسی را نشان می‌دهد. به تبعیت از رژیم هیدرولوژیک بار رسوبی رودخانه نیز در اواسط پاییز افزایش یافته و پس از یک دوره نزولی مجددا در اواخر اسفند ماه و آغاز فصل بهار که مصادف با فصل پرآبی رودخانه می‌باشد آورد رسوبی نیز دارای آهنگ صعودی است. دوره اوج بار رسوبی متعلق به فصل پرآبی و اوایل فروردین ماه است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ 5 ج ۰ بستر رودخانه روزانه متوسط سالانه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چها سس ۰ ۳۹ سالیانه ۱۳۶۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق 1000 ۹0 << ی 3 عِ زه سح ۵ ی نیبب بل بل بل7بببببببلب/|, 0 30 6۵0۵ 90 120 150 18380 210 240 270 300 330 3600 0 1۱۳۱۵ ) 423۷ ( شکل ۴-۴ نمونه‌ای از روند تغییرات آبدهی روزانه ( ر0) ) رودخانه‌ها یا هیدروگراف جریان سالیانه (شاهرود. ایستگاه لوشان- سال آبی ۱۳۴۸-۹) 0 30 6۵0۵ 90 120 150 180 210 240 270 300 330 3600 0 1۱۲۱6 ) 43۷ ( شکل ۵-۴- نمونه‌ای از روند تغییرات رسوب‌دهی روزانه ( , ) رودخانه‌ها یا هیدروگراف رسوب سالیانه (شاهرود. ایستگاه لوشان- سال آبی ۱۳۴۸-۹) مقدار رسوب ماهانه از حاصل جمع مقادیر رسوب‌دهی روزانه ( ز0)) محاسبه می‌شود. رسوب ماهانه برای ما شهریور و برای هر سال آبی از رابطه زیر قابل محاسبه است: (۱۰-۴) ,1,2 خر (۵-30)29,31 هلماح رو ۹ که در این رابطه: بر ز0517): رسوب ماهانه در ماه مورد نظر [ و سال مورد نظر از (تن)» ز.: ۷9): تناز رسوب روزانه در ماه مورد نظر تعداد روزهای هر ماه می‌باشد و از شاخص تعداد سال‌های آبی (از یک سال تا «) می‌باشد. و بسنر رودخانه های مهر تا 2 < بوز 051 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روش‌های محاسبه بار معلق )۵ در جدول (۴-۴) نمونه‌ای از مقادیر رسوب ماهانه و همچنین متوسط رسوب روزانه در هر ماه» حداکثر و حداقل روزانه در ماه مورد مشهود بوده و بیش‌ترین رسوب ماهانه در این رودخانه متعلق به ماه اسفند که مصادف با آغاز فصل پرأبی است می‌باشد جدول ۴ ۴- مقادیر بار رسوبی ماهانه (00) 1000) برای یک سال آبی براساس جمع بار رسوب روزانه مهر | آبان | آذر دی | بهمن | اسفند | فرورد ) اردیبه ‏ خرداد | تیر امرداد ۱ شهر متوسط ماهانه ۵۲ ۷ ۲ ۱۲۱/۱۱ ۰۱۶/۹۸ ۲۲/۳۴ ۶۱ ۳۳۱ ۲/۲ ۹۱/ ۱۷ ۶۵۴ ۴۱۳ ۳ ۴ ۱۳۲ ۳۲ متوسط روزانه ۱ ۴/۴۱۷ ۱ ۷/۱۸۹ ۱ ۱۰/۷۰۴ ۱۰/۵۶۶ ۰/۷۴۵ ۹۵۲ ۹۰۳ ۶,۳۹۲ ۷ ام ۱/۷۱۵ ۱/۲۱۱ ۰/۱۳۳ . . ۳ ۵ ۳۹۹ 5 10 11 2 شکل ۶-۴ روند تغییرات رسوب‌دهی ماهانه (شاهرود» ایستگاه لوشان- سال آبی ۴۹- ۱۳۴۸) -------- صفحهٔ بعد -------- 2۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه شکل ۷-۴ نمونه‌ای از روند تغییرات زمانی بارروسوبی معلق در ماه‌های مختلف سال (شاهرودء ایستگاه لوشان- سال آبی ۴۹- ۱۳۴۸) - تعیین تناز رسوب سالیانه رسوب سالیانه معرف مقدار بار رسوبی حمل شده در یک سال آبی است و از مجموع رسوب روزانه مطابق رابطه زیر حاصل می‌شود: 305 11 0 : بار رسوب سالیانه برای سال آبی ۴ (تن)» : 09 : بار رسوب روزانه در سال آبی ۴ (تن) و ۱ تعداد سال‌های آبی می‌باشد. در جدول (۳ ۵) نمونه‌ای از نحوه تعیین بار رسوب سالیانه برای درج شده است. مطابق جدول مذکور بار رسوبی رودخانه برابر با ۱/۶۶۸ میلیون تن در سال می‌باشد. در کارهای مهندسی علاوه بر کمیت رسوب برای یک سال مورد نظر لازم است متوسط آورد رسوب سالیانه دوره آماری نیز مشخص شود. همجنین متوسط آورد رسوب ماهانه دوره آماری از جمله داده‌های پایه‌ای برای اهداف مطالعاتی است. متوسط بار رسوبی ماهانه از میانگین‌گیری رسوب ماهانه در دوره آماری حاصل می‌شود. ۷ (۱۳-۴) (/ 2 (< زس) اک رس متوسط بار رسوب ماهانه برای ماه مورد نظر (تن) 1 : بار رسوب ماهانه در سال آبی مورد نظر که از یک تا ۷ تغییر متوسط بار رسوبی سالیانه در دوره آماری نیز از رابطه زیر قابل محاسبه است: ۷ 9 [<ا -------- صفحهٔ بعد -------- که د برای دوره آمار رسویی ۰ ماهیانه ر ۵۳ وی 3 مختلف در ادل ۸/۱۹۸ باشد. ارائه بی سالیانه و سالیانه -------- صفحهٔ بعد -------- 2۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه در شکل ۸-۴ رژیم رسوب‌دهی سالیانه و در شکل ۹-۴ رژیم رسوب‌دهی ماهیانه به عنوان نمونه‌ای از شاخص رفتاری رودخانه‌ها ترسیم گردیده است. مطابق شکل در سال آبی ۴۷-۴۸ ۳۳ میلیون تن رسوب توسط رودخانه شاهرود حمل گردیده است. که چهار برابر متوسط دوره بوده و از جمله سال‌های استثنایی از نظر پتانسیل رسوب‌دهی رودخانه قلمداد می‌شود. به‌علاوه اردیرهشت ماه سال ۴۷-۸ با دارا بودن رسوب ماهانه ۱۲/۲ میلیون تن (۱/۵ برابر متوسط دراز مدت سالیانه) شاخص‌ترین ماه در طول دوره‌های آماری ۲۳۰ ساله در رودخانه مورد نظر بوده است. سل ۳ با ۱۱۱ اه 5۵ ۵ ۶ 5 8 ؟ + 5 8 ۵ ی سال آبی شکل ۸-۴- نمونه‌ای از نمودار تغییرات بار معلق سالیانه یا رژیم رسوبی و متوسط دوره آماری در رودخانه‌ها 1.0۳6 0۳5 1.0۳4 1.0۳3 رال رس اس سس وتو ی 101 او ورپ ی 1000 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رونس ۲-۴ ۲- روش منحنی بده کلا مطابق آنجه که در نزولی مرتب و سپس آمار ۲۰ ساله بده < و ۳ به ترتیب احتما همان مندرجات جد (۷-۴) ستون ۴ معر ستون ۳) می‌باشد ؟ های محاسبه بار معلق منحنی بده کلاسه سه یا منحنی دوام جریان اغلب د. در شکل ۱۰-۴) نمونه‌ای از م جدول (۶-۴) درج شده است. ب. با گروه‌بندی آنها در کلاس‌ها (ستون ۳). با استفاده از مندرج ریان روزانه (۱۳۴۷-۶۷) برای ر ل تجمعی و بده در هر کلاس د ول منحنی دوام جریان بوده ود ف احتمال وقوع جریان در هرکا جدول ۴ ۶- تنظیج (رودخانه شاهرود. ۱ شماره کلاس ۰ و۱25-) ۱ ۲ ۳ ۱۱ ۱۲ ۱۳ ۱۳۴ ۱۵ ۱۶ ۱۷ ۱۸ به‌منظور تعیین مدت تداوم ید نحنی دوام جریان ارائه شده اس ن از انتخاب دوره آماری مقادیر ی مختلف (ستون ۱)» مقدار بده ات ستون‌های ۱ و ۲ منحنی دو ودخانه شاهرود تنظیم گردیده و ر شکل ۱۰-۴ ترسیم شده است. دول محاسباتی مشابه جدول (۴ ستون‌های ۴ ۵ و ۶ با هدف تعیب دس و ستون ۵ مقدار بار رسوب هدست می‌آید. جدول محاسباتی برای ترسیم م ایستگاه لوشان, دوره آماری ۲۰ ۲ احتمال تجمعی و ۲ ۴ ۸ ۹۸ ۰.۳۳ ۰.۳۳ ۰.۵۳۳ ۱/۱۰۳۳ ۲۳/۰۳۳ ۳/۲۳۳۳ ۵/۳ ۷/۰۳۳ ۹*۳۳ ۱۳۳/۰۲۳ ۲۱۰/۳ ۳/۳ ۴۳ ۳ هی رودخانه برای مقادیر بده جر بده جریان روزانه برای سال‌های جریان (ستون ۲) و احتمال و م جریان ترسیم می‌شود. جدو منحنی دوام جریان آن با استفاد معلق روزانه برای بده جریان م نحنی دوام جریان ساله, ۶۷ ۱۳۴۷) ۳ بده در هر کلاس )(01)11۱3/٩( ۸۰ 0/۸۰ ۶۰ ۸ ۸1۸( ۳۴۰ ۳۷۰ ۳۹۵ ۲۷۲ ۱۸۹/۵ ۱۵۶ ۱۳۰ ۱۱۰ ۹۶ ۸۴ ۶۳۴ ۳۳ ۳۸ ۳۱ 11 ۵ ۵۵ بان مشخص مورد جریان لازم است متوالی به صورت ُوع آن برای هر ل (۶-۴) براساس از ستون‌های ۲ ستون‌های ۱ تا ۳ [۳۵۰۱۸]. در جدول ورد نظر (و در | - ۳۳| 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۶ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه اک کف 0 ان نا 5 «< : : : زگ : : : 10 3 ان نا نا با با 100 90 80 70 600 50 40 30 20 10 0 شکل ۱۰-۴- نمونه‌ای از منحنی دوام جریان (بده کلاسه) رودخانه مورد استفاده در تعیین متوسط بار رسوبی سالیانه با استفاده از معادله فوق ستون ۵ در جدول (۷-۴) تکمیل می‌گردد. در ستون ۶ مقدار رسوب روزانه وزنی ( ) بر حسب تن که از حاصل‌ ضرب مقدار ,0ج (ستون ۵) در کمیت احتمال هر کلاس (ستون ۴ مقدار ۸) به‌دست می‌آید درج شده است. از حاصل جمع مقادیر مندرج در ستون ۶ متوسط رسوب‌دهی روزانه رودخانه در دوره آماری مورد نظر به‌دست می‌اید (مطابق جدول (۷-۴) برای -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روش‌های (۱۴-۴) 0ج : متوسط رسوب می‌باشد. برای تعیین مت (۱۵-۴) مطابق جدول (۷-۴ دوام جریان حاصل شده جدول ۲ ۵ج : مقدار رسوب وزنی رابطه زیر کمیت ,0) در تع برابر با ۸۲۰۲۷۸۹ تن درد تعیین متوسط رسوب معلق ب اه لوشان» دوره آماری ۲۰ سا درصد احتمال در هر ۵۱۷ یی از و20 0۴ 1-1 [: تی‌داد کلاس بده جریان سرب می گردد: و0 تن در سال به روش منحنی ی دوام جریان سده -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه کشق ع ها ها که اش ها که اه اه سک ها لس سک متوسط تناژ رسوب سالیانه 5 0 (10) ۸۲۹۶۸۱۵ 2 7 7 ۱1.343<- 0 متعلق به رودخانه شاهرود محاسبه گردیده و جزییات تعیین معادله در مبحث ۱-۲-۴ ارائه شده ۴ ۳- محاسبه بار معلق در شرایط عدم وجود آمار رسوب که در استفاده از این روش لازم است به تشابه عوامل موثر در فرسایش و تولید و انتقال رسوب در حوضه فاقد آمار و حوضه منتمی به ایستگاه معرف توجه شود. ۴ ۳ ۱-۱- بررسی آمار آبدهی و رسوب ایستگاه مبنا در ایستگاه‌های آب‌سنجی بسته به درجه اهمیت. اهداف مورد نظر و امکانات موجود اندازه‌گیری بده جریان و بده رسوب به صورت سیستماتیک و طی دوره طولانی مدت انجام می‌پذیرد و در مواردی نیز تنها به اندازه‌گیری بده جریان اکتفا می‌شود. آن دسته از ایستگاه‌هایی که دارای آمار طولانی مدت آبدهی و غلظت رسوب می‌باشند به عنوان ایستگاه مبنا" شناخته می‌شوند. از این ایستگاه‌ها می‌توان در تعیین رسوب سالیانه ایستگاه‌های فاقد آمار استفاده نمود. بدین منظور لازم است با بررسی مقادیر آبدهی و غلظت یک دوره مشاهداتی انتخاب و نسبت به تشکیل سری آماری ,0 و با استفاده از معادله (۱-۴) و تنظیم جدول داده‌ها (نظیر جدول ۱-۴) اقدام شود. ۳ ۳ ۳-۱- تعیین رابطه بده جریان و بده رسوب و ترسیم منحنی کلاسه رسوب می‌گردد (در خصوص نحوه تعیین معادله نمایی و ترسیم منحنی سنجه‌رسوب به مبحث ۲-۴ مراجعه شود). نمونه‌ای از منحنی کلاسه رسوب در شکل ۱۱-۴ ترسیم گردیده است. منحنی کلاسه رسوب بخشی از مراحل محاسباتی روش منحنی دوام جریان برای تعیین ]|- 3۳:90 7 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روش‌های محاسبه بار معلق ‎۵2٩ متوسط بار رسوب سالیانه می‌باشد. به منظور تشریح جزییات محاسبات مثال موردی درخصوص رودخانه شاهرود درج شده است. در این مثال ایستگاه لوشان واقع بر روی رودخانه شاهرود در خروجی حوضه آبریز با سطح زهکشی ۴۸۸۲ کیلومترمربع و در ورودی سد سفیدرود به عنوان ایستگاه مبنا و ایستگاه رجایی دشت (سیاهدشت) در بالادست آن با سطح زهکشی ۲۴۴۵ کیلومترمربع به عنوان ایستگاه فاقد مار رسوب مورد بررسی قرار گرفته‌اند. برای دوره آماری مشترک ۲۰ ساله براساس آمار بده جریان روزانه منحنی‌های دوام جریان برای دو ایستگاه مورد نظر در شکل ۱۳-۴ ترسیم شده است (در خصوص جزییات ترسیم منحنی‌های دوام جریان به مبحث ۲-۲-۴ مراجعه شود). مبنای ترسیم منحنی‌ها در شکل ۱۲-۴ مقادیر مندرج در جدول (۸-۵) می‌باشد که در آن ستون ۱ معرف احتمال تجمعی (70] برحسب در صد)» ستون ۲ مقدار بده جریان در ایستگاه مبنا (لوشان . 00)) و ستون ۳ مقدار جریان در ایستگاه فاقد آمار رسوب (رجایی دشت) یا ‎ (‏ م) در هر کلاس می‌باشد. با مشخص شدن منحنی دوام جریان منحنی کلاسه رسوب را نیز می‌توان ترسیم کرد. برای ایستگاه لوشان این منحنی در شکل ۱۳-۴ با استفاده از مقادیر ستون ۱ و ستون | ,9 در جدول (۸-۴) ترسیم شده است. مقادیر ر ,0) در جدول مزبور از معادله نمایی سنجه رسوب رودخانه شاهرود در ایستگاه لوشان (معادله ۴-۴ در مبحث ۱-۲-۴) تعیین گردیده است. ۴ ۳ ۳-۱- استخراج منحنی کلاسه رسوب ایستگاه فاقد آمار با مشخص شدن منحنی‌های دوام جریان و همچنین منحنی کلاسه رسوب ایستگاه مبنا امکان ترسیم منحنی کلاسه رسوب ایستگاه فاقد آمار و محاسبه متوسط رسوب سالیانه فراهم می‌شود. بدین منظور لازم است مطابق مقادیر ۲ (نسبت بده ایستگاه فاقد آمار رسوب به بده ایستگاه مبنا) مطابق رابطه زیر مشخص گردد: 4 )۱۶-۴( 06 1 که در این رابطه: نسبت بده‌های دو ایستگاه» ‏ و0): بده جریان روزانه در کلاس مورد نظر برای ایستگاه فاقد آمار (83*/5) ور و0 بده جریان روزانه در کلاس مورد نظر برای ایستگاه مبنا (1۷/9) می‌باشد. پس از مشخص شدن مقادیر ۲ تناژ رسوب روزانه برای ایستگاه فاقد آمار مطابق ستون ۷ جدول (۸-۴) از رابطه زیر تعیین می‌گردد: (۱۷-۴) وکا > و وا که در این رابطه: ,0ج بار رسوب معلق روزانه در کلاس مورد نظر در ایستگاه فاقد آمار ( (108/02) رز ,0 : بار رسوب روزانه در کلاس مورد نظر در ایستگاه مبنا و »| نسبت بده‌ها می‌باشد که قبلا معرفی شده است. با استفاده از مقادیر ستون ۷ و احتمال تجمعی (ستون ۱) در جدول (۸-۴)» منحنی کلاسه رسوب برای ایستگاه رجایی‌دشت که فاقد آمار رسوب‌دهی می‌باشد در شکل ۱۲-۱۲۴-۴) همراه با منحنی کلاسه رسوب لوشان ترسیم شده است. براساس منحنی کلاسه رسوب که مقادیر عددی آن در جدول (۸-۴) درج گردیده نخست متوسط تناژ رسوب روزانه براساس مقادیر مندرج در ستون ۸ و با استفاده از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۱۸-۴) 2۸05 < و 05 که در این رابطه: -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه 0: متوسط تناژ رسوب روزانه دوره آماری در ایستگاه فاقد آمار ( (10۳/48) و پم ,۸ تناژز رسوب روزانه تعدیل شده در هر کلاس برای ایستگاه فاقد آمار می‌باشد که از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۱۹-۴) 0 ری )۸۳)- بر ۸0 که در این رابطه: احتمال فراوانی در هر کلاس (درصد) و پر و0 وم و۸0 قبلا تعریف شده‌اند. برای ایستگاه رجایی دشت مقدار پر و0 مطابق جدول (۸-۴) برابر ۹۸۶۳ تن در روز می‌باشد ( ب(8ل /1۵۳ 9863 بر و0): (۲۰-۴) 5 ب 0 - 0 که در این رابطه: ی0: متوسط رسوب سالیانه دوره آماری در ایستگاه فاقد آمار رسوب (01)) می‌باشد که از حاصل‌ضرب پ و( در تعداد روزهای سال به‌دست می‌آید. مطابق جدول (۸-۴) مقدار م 0 برای ایستگاه رجایی دشت برابر با ۳۵۹۹۹۹۵ تن (۳/۶ میلیون تن - ۸۸17) در سال تعیین شده است. بدین ترتیب برای تعیین متوسط رسوب معلق سالیانه در ایستگاه فاقد آمار براساس ایستگاه مبنا لازم است مراحل محاسباتی مشابه جدول (۸-۴) آنجام گرفته و با توجه به کلاسه‌بندی بده و جریان مقدار ۲ برای هر کلاس مشخص و براساس آن تناز درصد احتمال تعداد روزهایی که جریان مساوی یا بیش‌تر از مقدار مورد نظر است شکل ۱۱-۴- منحنی‌های دوام جریان ایستگاه مبنا و ایستگاه فاقد آمار رسوب برای تعیین متوسط رسوب سالیانه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روش‌های محاسبه بار معلق 2 7+ 1.00۴ لوشان ایستگاه مبداء 25-۱) رجایی‌دشت ایستگاه فاقد آمار رسوب 25۰8) را راو 1.00۴+06 ٩.00۴ +5 4 وج ات 3+ 1.00۴ 0 1.00۴ +2 ٩.00۴ +1 ٩.00۴ +0 درصد احتمال تعداد روزهایی که بار رسوبی مساوی یا بیش‌تر از مقدار موردنظر است شکل ۱۳۲-۴- منحنی‌های دوام جریان رسوب در ایستگاه مبنا و بازسازی شده برای ایستگاه فاقد آمار -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۳ شماره ۲۱295 ۰ ۱۱ ۱۲ ۱۳ ۱۳۴ ۱۵ ۱۶ ۱۷ ۱۸ ۱۹ ۲۳۱ ۲۳۲ ۲۳۳ ۲۳۴ ۳۵ ۲۶ ۲۳۷ ۲۳۸ ۳۹ در ایستگاه فا در ایستگاه فا -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روئس‌های محاسبه بار معلق ۳ ۳-۳ ۲- روش منطقه‌ای محاسبه بار معلق رسوب از جمله روش‌های متداول برای تعیین بار رسوبی رودخانه‌های فاقد آمار استفاده از روش منطقه‌ای است. در این روش با استفاده از آمار ایستگاه‌های موجود در یک منطقه که دارای تشابه هیدرولوژیکی است اقدام به ایجاد رابطه همبستگی بین مساحت حوضه آبریز و بار معلق سالیانه ایستگاه‌ها نموده و از رابطه به‌دست آمده در برآورد بار معلق رسوب در محل مورد نظر استفاده می‌شود [۲۱]. به‌عنوان مثال در شکل (۱۳-۴) نمودار همبستگی منطقه‌ای برای رودخانه‌های شاهرود واقع در استان سمنان نشان داده شده است. 350000 2 300000 2 250000 - 200000 > 4 -و0 بت 7 100000 50000 3 0 03 420 00 20 10 ن( ۸ ) ۷۲۲۱2 ( شکل ۱۳-۴ نمودار و رابطه همبستگی منطقه‌ای مساحت و تناژ رسوب سالیانه (رودخانه‌های منطقه شاهرود - استان سمنان) مطابق شکل (۱۳-۴) رابطه همبستگی منطقه‌ای بار معلق رسوب عبارتست از: (۲۱-۴) 7 - * ۸ 4 ع 0 در این رابطه , بار رسوب معلق سالیانه رودخانه در محل مورد نظر (تن)» ۸ مساحت حوضه آبریز رودخانه در محل مورد نظر (کیلومتر مربع) می‌باشد. مطابق رابطه مزبور برای رودخانه‌ای با مساحت معادل ۲۰۰ کیلومتر مربع در منطقه , برابر با ۱۵۷۸۳۷ تن در سال خواهد بود. در مواردی نیز معادله همبستگی منطقه‌ای بین مساحت (۸) و بده ویژه بار معلق (,9) استخراج می‌شود. در شکل (۱۳-۴) به‌عنوان نمونه نمودار ,0 - ۸ برای رودخانه‌های شاهرود واقع در استان سمنان نشان داده شده است. رابطه همبستگی منطقه‌ای به‌صورت زیر بوده و از حاصلضرب ‎٩,‏ در ۸ مقدار تناژ رسوب سالیانه ( ,20 ) برای رودخانه فاقد آمار تعیین می‌شود: (۲۲-۴) 7 - *8 6 + (11910)۸- بو (۲۳-۴) ۸ ح ۷ در این روابط ,0 رسوبدهی ویژه معلق سالیانه رودخانه در محل مورد نظر (تن در کیلومتر مربع در سال)» ۸ مساحت حوضه آبریز رودخانه در محل مورد نظر (کیلومتر مربع) و, بار رسوب معلق سالیانه رودخانه در محل مورد نظر (تن) می‌باشد. مطابق رابطه -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۴ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه مزبور برای رودخانه‌ای با مساحت معادل ۲۰۰ کیلومتر مربع در منطقه و4 برابر با ۷۴۵.۵ (تن در کیلومتر مربع در سال) و, برابر با ۰ تن در سال خواهد بود. 13200 100 ۰ ۱ (119.۱0)۸- 032 1 ( -82 0 لش ۳ 2 0 2 ح ت زره ان ۹3 200 0 0 100 210 300 ۸01 50 600 ۸) ۱۷۲۳2 ( شکل ۱۴-۴- نمودار و رابطه همبستگی منطقه‌ای مساحت و رسوبدهی ویژه سالیانه ۳-۳-۴- روش تجربی در مواردی که به دلیل عدم وجود آمار رسوب امکان استفاده از روش ایستگاه مبنا و یا روش منطقه‌ای میسر نباشد می‌توان با استفاده از روش‌های تحربی موجود بار رسوب معلق رودخانه را آرزیابی نمود. فلمینگ" با بررسی داده‌های مشاهده‌ای بیش از ۲۵۰ حوضه آبریز در نقاط مختلف دنیا رابطه زیر را به همراه جدول (۹-۴) برای تعیین متوسط رسوب معلق سالیانه ارائه نموده است [۱۲]: 0 متوسط بار رسوب معلق سالیانه (تن در سال,» 10۱/۱۳)» 0 متوسط آبدهی سالیانه رودخانه (مترمکعب بر ثانیه, ‎/٩‏ 3) و 2 و 13 به ترتیب ضریب و نمای معادله می‌باشد که با توجه به کلاس پوشش گیاهی از جدول (۹-۴) استخراج می‌شود. جدول ۴ ۹ مقادیر 2 و « در معادله نمایی رسوب برای پوشش‌های گیاهی مختلف [۴] و مواردی از پارامترهای ارزیابی شده برای رودخانه‌های کشور مراتع با پوشش گیاهی کم و اراضی بایر اراضی بایر و مناطق خشک و بیابانی سفید رود (رودخانه‌های شاهرود و قزل‌آوزن)#* ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روئس‌های محاسبه بار معلق ۵ سح #* بررسی‌های انجام شده در خصوص رژیم رسوبی رودخانه‌های کشور (سال‌های ۱۳۶۲ تا ۱۳۸۶ - فیروز بهادری و همکاران) تعیین 0 با انجام مراحل محاسباتی زیر محقق می‌شود: ۴ ۳ ۱-۳- تعیین نوع پوشش گیاهی حوضه آبریز با استفاده از مندرجات جدول ‎)٩-۴(‏ نوع پوشش گیاهی که برای چهار حالت از اراضی جنگلی تا مناطق خشک و بیابانی کلاسه‌بندی گردیده انتخاب و براساس آن پارامترهای "۵ برای مناطق دارای پوشش‌جنگلی (کلاس آ) کم‌تر بوده و برایر با ۴۰۱۲ می‌باشد و برای مناطق خشک و اراضی بایر (کلاس 1۷) این ضریب برابر با ۴۴۴۹۷۵ می‌باشد که بیانگر رسوب‌زایی بیش‌تر حوضه‌های آبریز فاقد پوشش گیاهی است. در عین حال با توجه به نقش بارش‌های جوی برای مناطق جنگلی که دارای متوسط بارش سالیانه بالایی می‌باشند مقدار 1 بیش‌ترین (۱/۰۲) و در نواحی خشک و بیابانی کاهش بارش موجب کاهش نرخ انتقال رسوب و کم شدن نمای معادله (۱-۰/۷۲) می‌گردد. ۳ ۳ ۲-۳- تعیین رابطه نمایی منحنی سنجه‌ر سوب با مشخص شدن نوع پوشش گیاهی رابطه نمایی منحنی سنجه‌رسوب براساس مقادیر ۵ و 1 تعریف گردیده و مقدار برو (بده متوسط سالیانه) نیز برای ایستگاه مورد نظر براساس آمار آبدهی موجود محاسبه می‌شود. ۳ ۳ ۳-۲- تعیین بار رسوبی معلق برای تعیین بار رسوبی معلق پس از استخراج ۵ و « از جدول (۹-۴) در مرحله بعد مقدار ,0 از رابطه زیر حاصل می‌شود: با (۳۵-۴) 2 ون 1 365 (۲۶-۴) 7 ۵0 زب که در این روابط: زار : متوسط آبدهی روزانه در سال مورد نظر ( 1*/9)» زو0: آبدهی روزانه در سال مورد نظر (83*/9) : شاخص سال که با توجه به طول دوره آماری از یک تا « سال تغییر می‌کند ([< تعداد سال‌های آماری دارای آبدهی روزانه) و [ شاخص روز می‌باشد که برای هر سال از ۱ تا ۳۶۵ تغییر می‌نماید. با قرار دادن 0 در معادله نمایی مقدار متوسط رسوب سالیانه رودخانه در ایستگاه مورد نظر تعیین می‌گردد. به‌عنوان مثال چنانچه برای یک ایستگاه آب‌سنجی مفروض حوضه‌آبریز دارای پوشش گیاهی از نوع کلاس ]][ «مراتع با پوشش گیاهی کم و اراضی بایر» بوده و 13/5 30 < ,و0 باشد مقدار 177009 ۵۲ و 0.65 < ۲ از جدول (۹-۵) قرائت و برای 0 داریم: 7 14,820 1,61 - 177009)30(145- و0 یا مقدار 0 برابر با ۱/۶۱۴ میلیون تن در سال خواهد بود. -------- صفحهٔ بعد -------- 2 راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه فلمینگ توصیه کرده است که با توجه به تعدد عوامل تاثیرگذار در تولید رسوب و حمل آن توسط رودخانه‌ها از جمله رژیم بارندگی» نوع خاک سازندهای تشکیل‌دهنده سطح حوضه آبریز و عوامل متعدد فیزیوگرافی حوضه‌ها بهتر است پارامترهای "2 و 1 در صورت وجود داده‌های آماری رسوب و بده جریان مورد ارزیابی قرار گرفته و به صورت ناحیه‌ای تدوین گردد. به منظور بررسی نحوه انطباق ضرایب "۵ و ۱ با مقادیر ارائه شده توسط فلمینگ بررسی‌هایی بر روی رودخانه‌های واقع در حوضه‌های آبریز کارون» سفیدرود و اهر چای انجام گرفت که نتایج آن در جدول (۹-۴) مندرج است. مطابق جدول مذکور مقادیر "۵ و 17 برای رودخانه کارون و شاخه‌های اصلی آن در شرایط عدم وجود سدهای ذخیره‌ای (حالت طبیعی عملکرد رودخانه) با محدوده مقادیر ارائه شده توسط فلمینگ انطباق دارد (۱۴۷۰۰۸- /۵. ۷-۰/۷۷) و از نظر پوشش گیاهی در حد فاصل بین کلاس آآ و 111 قرار می‌گیرد که با شرایط طبیعی کارون که دارای مناطق با پوشش جنگلی با تراکم کم و مراتع طبیعی و در قسمت‌هایی نیز اراضی بایر می‌باشد هم‌خوانی مناسبی دارد. سفیدرود (رودخانه‌های شاهرود و قزل اوزن) نیز از نظر پارامتر 2 در حد فاصل بین حوضه‌های آبریز دارای پوشش گیاهی کلاس آآ و آآ1 می‌باشد که با ویژگی‌های طبیعی آن دارای هماهنگی مطلوبی است لیکن پارامتر 0 با دارا بودن کمیت (1-۱/۲۷) با محدوده معرفی شده توسط فلمینگ متفاوت می‌باشد که نقش عوامل ناحیه‌ای را در کمیت ‏ آشکار می‌نماید. رودخانه اهر چای از نظر پارامتر 2 متعلق به کلاس ]و ]1 است که ویژه مناطق جنگلی است و برای حوضه آبریز اهر چای مصداق چندانی نداشته و پوشش گیاهی آن را می‌توان متعلق به کلاس ]1[ در نظر گرفت. علت پایین بودن کمیت "۵ را می‌توان تا حدی ناشی از گسترش سازندهای سخت در سطح حوضه آبریز قلمداد نمود که به نوبه خود توان رسوب‌زایی را به مثابه پوشش گیاهی متراکم و جنگلی کاهش می‌دهد. در عین حال نمای 1 برای رودخانه اهر چای فراتر از محدوده فلمینگ بوده (11-۱/۳۲) و تاکیدی بر ضرورت محک زنی ضرایب فلمینگ براساس داده‌های مشاهداتی است. نکته مهم در استفاده از روش فلمینگ در نظر گرفتن اثرهای سدهای ذخیره‌ای است که بخش عمده‌ای از آورد رسوبی رودخانه را تله‌اندازی کرده و مانع از رسیدن آن به بازه‌های پایین دست می‌شود. به عبارتی روش فلمینگ برای شرایط طبیعی (عدم وجود س‌دهای ذخیره‌ای) صادق بوده و در صورت وجود سدهای ذخیره‌ای مقادیر به دست آمده دور از واقعیت خواهد بود. ۳-۴ ۴- استفاده از معادلات انتقال رسوب معلق (روش تئوریک) یکی از روش‌های تعبین بار معلق در رودخانه‌ها استفاده از معادلات مبتنی بر تحلیل مکانیزم معلق شدن دانه‌های رسوب در جریان آب می‌باشد. اساس استفاده از این‌گونه معادلات در نظر گرفتن خصوصیات هیدرولیک جریان و ترکیب دانه‌بندی مواد رسوبی موجود در بستر رودخانه‌ها است. بار معلق به دست آمده از معادلات تحلیلی اصطلاحا بار معلق بستری نامیده می‌شود (بار شسته در آن منظور نشده است)» که توصیف آن در مبحث ۳ ۱-۲ ارائه شده و در زیر به معرفی معادلات مورد استفاده در تعیین غلظت بار معلق پرداخته می‌شود: ۴ ۱-۴-۳ معادله راس ! نخستین بار راس در سال ۱۹۳۷ معادله زیر را ارائه کرد که براساس آن تعیین غلظت مواد معلق برای اندازه‌های مختلف دانه‌های رسوب غیرچسبنده میسر گردید [۲۲]: |- 1۵۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روش‌های محاسبه بار معلق ۷ (۲۷-۴) لیا 8۳| ۲ 3 (] ۱۷ ی ۷ لا )۲۸-۴( که در این روابط: 2: غلظت وزنی مواد معلقء ر): غلظت مبنا که نحوه تعیین آن در ادامه توضیح داده شده است. آ: عمق جریان آب در رودخانه (متر - 417 ۷«: عمق در نقطه مورد نظر در امتداد قائم که در آن غلظت برابر با ۲ می‌باشد (170)» ۵: ارتفاع ازسطح مبنا یا فاصله‌ای از بستر که معادله راس در آن صادق بوده و پایین‌تر از آن صادق نمی‌باشد (10)» 7 پارامتر معلق شدن دانه‌های رسوب (بی‌بعد)» ۷۷: سرعت ترسیب دانه در آب (متر بر ثانیه 1۱/5)» : عدد وون کارمن که اغلب برابر با ۰/۴ فرض می‌شود.ء +[]: سرعت برشی جریان 50/0/* 1۶ که در آن م>: تنش برشی (نیوتن بر مترمربع, *81/1) که از رابطه 1,05 * م5 به‌دست می‌آید ,0: جرم مخصوص آب (کیلوگرم جرم بر مترمکعب *33/ ,,رع) ,1: وزن مخصوص آب (نیوتن بر مترمکعب, *87/10) و 5 شیب رودخانه است که برابر با شیب خط انرژی فرض می‌شود (بی‌بعد)» در معادله (۲۱-۵) کمیت حم غلظت نسبی بوده و مقدار آن برای ( 2 > ۷) 3 یا نزدیک کف بستر برابر با یک و برای ( 10 < یا سطح آب برابر با صفر می‌باشد. در رابطه راس برای یک عمق مشخص (]) مقدارس توسط نمای 7 کنترل می‌شود. هر چه انفدازه دانه‌ها کوچک‌تر شود 3 ۶ با افزایش اندازه دانه‌ها (افزایش ۷۷) .7 نیز افزایش یافته و منحنی غلظت دارای تغییرات وسیع‌تر شده و غلظت نسبی و به ِ 5 (دانه‌های درشت موجود در بستر که مقدار ۷ بیش‌تر بوده و امکان معلق شدن آنها وجود ندارد) عملا مقدار ح برابر با صفر 3 می‌باشد [ ۱۰]. استفاده از معادله راس برای تعیین ۲ مستلزم آن است که مقدار ,لح و ۵ با اندازه‌گیری میدانی تعیین گردند. بعضی از متخصصین مقدار ۵ را معادل ۸۵ عمق جریان ( 0.0510 < 2) توصیه کرده‌اند [۲۲]. چانسن [۳] معادله‌ای را ارائه نموده است که براساس آن مقدار ون) و 2 را می‌توان به روش تحلیلی تعیین نمود: 1/3 2 (۲۹-۴) (0.047-+7) 2437۷ < بح 07 18[ ۷ 2 (۳۱-۴) #۵ رریتک) ی / ,5 > +3 ن): غلظت مبنا (وزنی)» : متوسط قطر دانه‌های بستر و معادل 0و یا قطر نظیر ۵۰ درصد وزنی (1)» (]: ویسکوزیته سنیماتیکی آب (4)13*/9 8: شتاب ثقل زمین (*0۰)13/۹): چگالی دانه‌های رسوب (اغلب معادل ۲/۶۵ فرض می‌شود) و +5 تنش -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه برشی بی‌بعد در بستر می‌باشد.» بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. با مشخص شدن ,ل) و 2 مقدار غلظت براساس رابطه زیر برای هر عمق دلخواه ز قابل محاسبه می‌باشد: (۳۲-۴) او از پس از تعیین مقادیر نج برای عمق‌های مختلف بار رسوب معلق از رابطه زیر محاسبه می‌شود: (۳۳-۴) 0.08640 0 3 (۳۴-۴) ۲-2 11 ( 18/111 )» رو۷): بده جریان روزانه ( 5 تعداد نقاط تعیین غلظت در امتداد قائم در داخل آب و ز شاخص عمق می‌باشد (از یک از جمله اطلاعات مورد نیاز برای تعیین ت) مشخص کردن سرعت سقوط دانهء ۸8 می‌باشد که بدین منظور می‌توان از رابطه رابی [ ۲۰] استفاده نمود: (۳۵-۴) ۶[ ,08)0] ۳ ۷-۶ ۱/2 2 (۳۶-۴) ای ی ۲ (1- وت0)) آآع 3 روابط فوق در سامانه متریک بوده و پارامترهای مختلف آن قبلا تعریف شده‌اند. در شکل ۱۶-۴) نمودار رابی برای تعیین سرعت سقوط دانه‌ها براساس روابط فوق ارائه شده است. در این نمودار مقادیر ۷ برای دانه‌هایی با قطر ۰/۰۱ تا ۱۰۰۰ میلی متر قابل استخراج می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۵-۴ خلت ات انلیا خت سای 1 لین | <ط ۹ ‌ 0.8 3331 ۱ لا ال ۱ 3 11 ۵ ۰ 1 ۵ 011 ج ۱ ۹ یل 03 اب سامر 11 9 ۹ : || | ار ٍ ِ 1 1 01 001 ۳ 1 رک غلشت نسی 75] 4 ِ د- نمودار تغییرات غلظت نسبی مواد معلق برحسب عمق نسبی در رودخانه‌ها براساس معادله راس و مقایسه آن با نتایج آزمایش؟ سنر دا رت تست ال لا لام هگ وگ دک وگ رک رونت ( 0 ۷۳ با اب لاسام سس سس سس سا سا اس سس ای ارت الا الا مه سس سا سر سس 6 1 6 ات هگ هه که جک کت اک ها 0 5 0 ی و 0 800 ۹ 0 که کت 6 0 0 9 هت ششک یساس رتنس سل اد تا تن لب 8811۱ 0 ]81111 8811111108 88111۱۱0 11۱۱۱0 8 ی اساسا زاس رانا اد تا رتسگ سرخ اس ی سس خرس اسر سرت ای ال 7 کر کتک لب بل لب بببُلبنیز انبم اس ا بل البدا ان ال ۲ |۱۱۱۱ ۱۱۱ ۲۱۱ 1 ۱000 ۱00 0 ۱.0 0.۱ 001 جچمس و۲ ,28و م0 م6 شکل ۱۶-۴- نمودار رابی برای تعیین سرعت سقوط دانه‌های رسوب [۱۰] ۹ اهی [ ۲۲] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۳ ۲-۴-۳ روش بروکس بروکس با بهره‌گیری از معادله توزیع غلظت راس رابطه زیر را برای تعیین بار معلق در رودخانه‌ها ارائه نمود [۲۰]: ۷ اد هل ۲۷۷-۴ 9 شش ۱ «ل] نگ ی 1 بار معلق در واحد عرض (3/5-۱1۱ )4 ‎٩‏ بده جریان در واحد عرض (131 -1*/9)» ۲ تابع انتقال که بر حسب پارامتر ۷ ۰ س س ۰ ۰ ۰.۰ ی 7 | و2 از نمودار بروکس مطابق شکل ۱۷-۴) استخراج می‌شود.ء 7 : نمای تعدیل شده معادله توزیع غلظت که از نمودار شکل 2 »د 7 ۱ 8 5 (۳۸-۴۳) اش 3 )<< ۵ می‌توان از رابطه زیر ارزیابی نمود [ ۰۴ ۲۲: (۳۹-۴) ِ 9 اد ولا 6.261 - ۷ 05 که در این رابطه: +]: شعاع هیدرولیکی, ۸/۲ < ۰16 ۸: سطح مقطع جریان» ] محیط تر شده» (10) و وم قطر نظیر ۶۵ وزنی دانه‌های رسوب با معلوم شدن ,۹ بار معلق روزانه برحسب تن (,) از رابطه زیر محاسبه می‌شود: (۴۰-۴) 6408 ح 0 روش بروکس با یک مثال کاربردی در پیوست معرفی شده است. دام۳۵۵] -[ ]|۷۷۵1 داع۹۵ا ۲۵۱۶ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- هارم - رونّس‌های محاسبه بار معلق ار 1 ی 0 2 ۳ و شکل ۱۷-۴- منحنی‌های بروکس ۳ رودخانه‌ها [ ۲۰] شکل ۱۸-۴- نمودار تغییرات ,7 برحسب 7 در روش بروکس [۲۲] ۷) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۴ ۳-۴-۳- روش لین و کالینسک! جریان آب در رودخانه‌ها به صورت زیر ارائه نمودند [۲۲]: 153 ۴۱-۴ امروم 0 کلیباعت (۴۱-۴) اه :90*79۴ که در این رابطه: بار معلق در واحد عرض ( :81/51 ۹: بده جریان رودخانه در واحد عرض ( 13*/9-10)» ,1: وزن مخصوص آب و ۳ پارامتری که از شکل ۱۹-۴ استخراج می‌شود. برای استفاده از منحنی‌های ترسیم شده در شکل ۱۹-۴ لازم است نسبت (*10/) مشخص شود که در آن 13 ضریب مانینگ بوده و برای رودخانه مورد نظر ارزیابی می‌شود. بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. با مشخص شدن ,۹ مقدار بار رسوبی روزانه برحسب تن از رابطه زیر تعیین می‌گردد: (۴۲-۴) 8و 5.64 که در این رابطه: ): بار رسوب معلق روزانه ( (100/42)» 3 عرض رودخانه (1) و ‎٩‏ مطابق رابطه (۳۱-۴) تعریف می‌شود. مثال کاربردی درخصوص روش لین و کالینسک در انتهای فصل ارائه شده است. 01 ل)/0۵ سرعت ی شکل ۱۹-۴- منحنی‌های کالینسک برای تعیین پارامتر ر"] در معادله غلظت [۲۲] | - 1] 200 ۳۴۵۱۱۳۵۹۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رونس‌های محاسبه بار معلق ۳۳ ۰ ه ۱ ۳-۳-۳-۳ روش چانگ. سیمونس و ریجچارسون 211+ ۴۳۴ 2 (۳۳-۴) (دات بار رسوبی معلق در واحد عرض (۳۷/5-10)»,] و دا : پارامترهایی که از نمودارهای ترسیم شده در شکل ۲۰-۴) و شکل ی ۲۴) استخراج می‌شود. در این نمودارها را و | تابعی از وت و22 می‌باشد. پارامتر و7 بر حسب 7 تعیین ور - وت تعریف می‌شود. با مشخص شدن ,1 بار رسوب معلق روزانه مطابق رابطه (۴۰-۴) بر حسب تن در روز تعیین می‌گردد. 2۷ ۴۴-۴ سک و2 (۴۴-۴) اما ۰ * ۲ 4 )۴۵-۴( برای معرفی روش چانگ و همکاران مثال کاربردی آرائه شده است. شکل ۲۰-۴- تابع || بر حسب پارامتر رِجٌ و مقادیر مختلف ز.7 [۲۰] ل2 ,51۳۵۵۹ ۳۵۳۵۰ -1 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه شکل ۲۱-۴- تابع دا بر حسب چ مقادیر مختلف ۳ [۲۳۰] ۴ ۳ ۵-۴- روش انشتین " انشتین با در نظر گرفتن توزیع سرعت و غلظت رابطه زیر را برای تعیین بار معلق در سال ۱۹۵۰ معرفی نمود [۳۵]: 1 (۴۶-۴) با | < بو 4 2 -(] و , سس معرف غلظت رسوب از معادله راس و لا معرف سرعت جریان و بر حسب در رابطه انتگرالی فوق ( 3- (] تغییرات عمق (ل به‌صورت زیر می‌باشد: (۴۷-۴) ( م1 / )۱۵8 لا [8.5- ۷ مطابق روابط فوق توزیع غلظت براساس رابطه نمایی راس و سرعت نیز مطابق قانون توزیع لگاریتمی برای جریان‌های کاملا متلاطم " تعریف می‌گردد. با قراردادن مقادیر ۲ و لآ بر حسب ۷ در معادله (۴۶-۴) و انتگرال گیری انشتین رابطه زیر را برای تعیین 3027 10 (۴۸-۴) دا + را( 2.30318 فیعپوءلا1۱.6ع مه [1-7 2- 1۵[|۷ 1۳۱۵ 7۷ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روش‌های محاسبه بار معلق ۳۵ بار معلق در واحد عرض رودخانه ( 11۱ -۳[/5 )» #: پارامتر بی‌بعد که از نمودار شکل (۲۲-۴) به‌ازای مقادیر مختلف ۵/ .۲ تعیین می‌شود.» ,۲ : معرف زبری بستر بوده و معادل وم (قطر نظیر ۸۶۵ وزنی مواد رسوبی موجود در بستر رودخانه) در نظر گرفته ِ 1 7 3 می‌باشند که از سری نمودارهای ارائه شده در شکل ۲۳-۴ و شکل ۲۴-۴ برحسب مقادیر مختلف 7 (نمای معادله توزیع غلظت 3 ۰۰ ع ۰ .۰ 8 راس) و 7(۸ < ۸) تعیین می‌گردد. وم 20 < ۵ در نظر گرفته می‌شود. برای تعیین بار رسوبی روزانه از معادله (۴۸۳۴) می‌توان بهره جست. ۱ 02 0.4 6 10 شکل ۲۲-۴- فاکتور تصحیح : بر حسب زبری نسبی بستر ۲,/0! در روش انشتین [۳۵] -------- صفحهٔ بعد -------- ۷۶ 8 لا راهنما سل ک سس محاسبه بار رسوب 911 1 معلق و بس ۸۱۱۱ 1 ک- 9 و بسنتر رود کت : سس مت ۱ ۹111 ۱ تسه اد ی ۱ ۹۹ یی بت سس ۱ رسد 0 ۳ مج ده 1 1 8 سل انلس ٍ 8 ۱۱۵/۱۱ کت 8. ۱۱ خک یی ۳ ۱ سک 5 ۹ 3 تلا 0 بهه 1 ۱ که بل( ۳ ک ی 0 1 آد ۹ تج هط 0 اما میت تاه هت 0 ی ت ۱ ال هت 1 ی ۱ اه اه کت مت 1 سس یه ی سس ی سس 0 8 سل له ۹ ی ۹ ۱ وت مت 5 سس 1 ۹ سک سیگ کدط هت ۸ : 8 ی ها اس ٍ ی هت ی ی ی 1 0 1 یب 2 لد جک !از 8 گس !1 11 یس : ۳9 8۸ ی 0 را ۳ شکل ۲۳-۲ 0 55 منحنی‌های تابع ۱ 0 ۹1 بر حسب پارامتر ۸ بر 05 / برای مه 0 ی مقادیر مختل بر مختلف .7 در روش | نشتین [۲۵] نه -_ -------- صفحهٔ بعد -------- و ی سل جبا رم روس ای ماس ۳ سا ۳ تب اک : سس س سس اج سس 3 55 وت ی که جک که کیت مک 4ات ۳ جاگ ده گت 5 ی ی و اج 0 رسیم سل اس اس 3 ۱0 غ۱0 05 ۹ : 1 ۱ 0 48 0۳۲] شم آ۵ 0۵۲۱۳8۶ از ره بر 110 کی لش 0.216 ول 1۳0105 .17-11-63 بی ]#۲ ععع ان کمناو ید شکل ۲۴-۴- منحنی‌های تابع دا بر حسب پارامتر ۸ برای مقادیر مختلف .7 در روش انشتین [۲۵] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۳-۳ ۵- کاربردی کردن معادلات تئوریک استفاده از معادلات معرفی شده در مبحث پیشین برای تعیین بار معلق مستلزم آن است که علاوه بر آمار آبدهی روزانه بعضی ۳ ۱-۵-۳ تهیه اطلاعات میدانی از جمله اطلاعات میدانی مورد نیاز برای استفاده از معادلات تئوریک اندازه‌گیری و تعصیین غلظت مبنا ( ,ن)) می‌باشد. نمونه‌ای از این اندازه‌گیری از شکل ۲۵-۴) ارائه شده است. مطابق شکل با اندازه‌گیری غلظت در عمق‌های مختلف و مشخص شدن در فاصله (11 0.33 < 8 از بستر مشخص شده است [۱]. به‌لحاظ محدودیت‌های عملی در تدارک این گونه اطلاعات میدانی معادلات تجربی توسط متخصصین ارائه شده است که در آنزما نیازی به اندازه‌گیری مستقیم رل نبوده و متکی به اطلاعات هی_درولیکی و اندازه دانه‌های بستر می‌باشد. در این خصوص معادله وان راین از اعتبار بیش‌تری برخوردار می‌باشد. - روش وان‌راین [۳۳] برای تعیین ,۲ ۳15 1 (۴۹-۴) * 0.019 < ب) 4 2 7 3 6 5" ۸ ید 4 مسحنی توزیع علظلت حاصل از اندازه گیری های میدانی 3 :۳ 2 :۱۱ 48 - ۲۵ 1 50 زد 30 20 10 0 شکل ۲۵-۴- نمونه‌ای از اندازه گیری غلظت و تعیین غلظت مبنا (,:)) در رودخانه‌ها - رودخانه تیزا (۵۲۹۵ 0۲0۸۵۳۵ 1۷۵۲ 11۵22) از شعبات دانوب [۱] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهار ۵۱-۴( ۱۲-۴( ۱۳-۴۱ (۵۴-۴ ۹۵-۴۱ که در 3 می‌شود. دانه‌ها که نظیر ۵۰ د به‌منظر م - روئس‌های محاسبه بار معلق 1 دا ( یی ول ۳۴۱۵ 1 ا 5 این روابط: فلظت حجمی (مترمکعب رسوب در یک مترمکعب مخلوط آب و رسوب) ]: پارامتر بی‌بسد که از رابطه (۱-۴ تنش برشی موثر (تنش‌برشی که موجب حرکت دانه‌ها می‌شود) از معادله (۵۲-۴) برحسب *۰37/1 *): ضر از رابطه (۵۳-۴) تعیین می‌شود.ء وول: قطر نظیر ۹۰ درصد وزنی دانه‌های بستر (10) 7 : تنش برشی ب آستانه حرکت ( *7/1) که تابعی از قطر دانه‌ها بوده (0) و از نمودار شیلذر در شکل ۲۶-۴) به‌دست می‌آیده ( رصد وزن دانه‌ها ((11) و 2 ارتفاع از سطح مبنا (11) می‌باشد. بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. تنل نللل سا تس سس بیس 5 0 ۹ ۵ 0۵ ۵ ۵ ۵ ها هه هه تنل ال ال 1 ی گرگ وک 6 م 0 زا سل( ا|۸4 5 1 لا اس ال 2 ص اد اس اا ‏ را پا ی 1 0 کت کت کت ار وه که کت گت ان دک که که که هگ هه که هک ی ساسا سس ]ار سس سا ]سس سا سس سل سس رس سس لُلببلللب ساس الا ااساس لاس اس الاو تنببب ردب با 1 ۲ > ۳۱1 0 4 ]زا | ۲11 اد3 ار ۳ ۷ ۱ 1- اک 0 6 34 2 0 6 354 2 ! 6 4 3 2 ۱ 6 4 3 2 : [ 111۱11) 1 قطر دانه های رسوب در بستر شکل ۲۶-۴- نمودار شیلدز برای تعیین 7 برحسب قطر دانه‌ها - ۵ [۳۵] ر معرفی نحوه استفاده از معادللات تجربی مثال کاربردی ۱ ارائه می‌شود. (پیوست). ۷۹ 750 ۳ 1 1/۸ َ 710 1[ح ۲ بت 4 < ه2 حرانی یا 5 قطر -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۰ ۳ ۳ ۲-۵-د از جمله داد در آزمایشگاه مٍ نمونه‌برداری چد رسوبی بستر و : دانه‌بندی و کلا: قطرهای شاخص راهنمای محاسبه بار رسوب معلو مونه‌برداری از مواد بستر و تعیین دانه‌بندی «های میدانی مورد نیاز برای تعیین غلظت مواد رسوبی معلق انجام نمونه‌برداری از مواد بستر و تعیین من باشد. برای تهیه نمونه مواد بستر از تجهیزات مختلفی استفاده می‌شود که از آن جمله نمونه‌ر گکی و نمونه‌برداری به روش مغزه‌گیری متداول می‌باشد. در شکل (۳۷-۴) نمونه‌هایی از ترکیب د وزیع دانه‌بندی آنها برای لایه‌سطحی و لایه‌زیرین نشان داده شده است. همچنین در شکل (۲۸-۴) سه‌بندی آن به محدوده‌های قلوه‌سنگ» شن و ماسه ترسیم گردیده است. این گونه اطلاعات می‌داز نظیر وول» م۰ وول و سایر مشخصه‌های دانه‌بندی مواد بستر ضروری می‌باشد. ماسه 5۸۲۵ شن 68۸۸۷۴ جنشت ۱ قلوه سنگک 3,333 ۳۳ س ۳۲۳ 3,33 سل ایکا سا س ۳ بل ۲ .90 1900 6 3126 9686۸۱۳ قطر دانه ها شکل ۲۸-۴- نمونه‌ای از توزیع دانه‌بندی مواد بستر و مشخص کردن کلاس‌های مختلف دانه‌بندی [۳۲۱] و بستر رودخانه حنی دانه‌بندی رداری سطلی» انه‌بندی مواد منحنی نوزیع -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رونس‌های محاسبه بار معلق ۸۱ ۴ ۳ ۳-۵- مقطع‌برداری و تعیین مشخصات هندسی مقطع مشخصات هندسی مقطع رودخانه از جمله اطلاعات مورد نیاز برای تعیین خصوصیات هیدرولیک جریان می‌باشد. در محل ایستگاه‌های آب‌سنجی نقشه‌برداری و تعیین مقطع جریان به‌صورت سیستماتیک انجام می‌گیرد. از این‌گونه اطلاعات می‌توان برای محاسبه بار رسوبی معلق براساس معادلات مذکور در مباحث پیشین بهره گرفت. در شکل (۲۹-۴) نمونه‌ای از مقطع هندسی رودخانه معرفی شده است. مطابق شکل مشخصات هیدرولیکی نظیر ۸ (سطح مقطع جریان» 7 (محیط تر شده) 1 شعاع هیدرولیکی,۷ (سرعت متوسط جریان)» (] (عمق جریان)» 5 (شیب)» 1 (ضریب زبری)» (بده جریان)» فا (عرض مجرا) که در تعیین بار رسوبی معلق مورد نیاز می‌باشند برای مقطع مزبور تعیین شده است. اغلب برای امکان محاسبه رسوب در ترازهای مختلف (عمق‌های مختلف) نمودار تغییرات ۸» ۳ و 14 بر حسب تراز (اشل) و یا عمق ترسیم و در محاسبات هیدرولیکی و تعیین بده جریان مطابق آنچه که در شکل (۳۲۰-۴) نشان داده شده است مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیپ 25 00028. تراز آب در حالت سیلایی ۳ 5 - 8 غعرضی مجرای اصلی (۲2) ۸ 17832 زجن ۲ 342 ۴0۳ 5.21 38.3۳ 0-5 (۳ ۷ 167 عمق آب (3 0 2904 راز آب در حالت عادی 40 360 330 10 270 240 4 1۱۵0 0 120 90 زد 30 0 متر) فاصله 15 1 ۱ ,010( ۸ )112 ( 0 ی یج (۱) ۲۳ سس سم ۱0119 شکل ۳۰-۴- نمونه‌ای از منحنی‌های ه» 1۳ بر حسب تراز آب (اشل) -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۳- ۳-۵-۳ تعیین غلظت جریان 0( با مشخص شدن خصوصیات دانه‌بندی مواد بستر و همچنین با انجام مقطع‌برداری و تعیین مشخصات هندسی و عوامل مورد نیاز از جمله ضریب مانینگ و شیب رودخانه در محدوده مطالعاتی امکان تعیین بار معلق برای یک بده جریان مشخص فراهم می‌شود. بدین منظور لازم است مقدار و (غلظت مبنا) از روش وان راین برآورد گردیده و با استفاده از معادلات تئوریک نسبت به تعیین غلظت و محاسبه بار معلق براساس روابط ارائه شده در مباحث پیشین اقدام نمود. در این خصوص مثال‌های کاربردی ارائه شده می‌تواند به‌عنوان راهنمای محاسبات مورد استفاده قرار بگیرد. ۳ ۳ ۵-۵- تعیین تناز بار معلق روزانه, ماهانه و سالانه با مشخص شدن غلظت بار معلق براساس روش‌های معرفی شده بار رسوبی روزانه از معادلات ارائه شده نظیر معادله (۲۷-۴) و (۳۴-۴) می‌تواند تعیین گردد. با در دست داشتن آمار آبدهی روزانه در ایستگاه مورد نظر امکان محاسبه بار رسوبی برای روزهای متوالی فراهم شده و با تشکیل جدول محاسباتی (نظیر جدول ۳-۴) و از جمله مقادیر روزانه بار رسوبی» ماهانه و همچنین سالانه برای هر سال آبی تعیین می‌گردد. در این محاسبات همان‌طوری که در مباحث قبلی نیز تاکید شده است مقادیر بار رسوبی‌معلق به دست آمده متعلق به بار مواد بستری بوده و بار شسته (رسوبات ریزدانه به دست آمده از فرسایش سطح حوضه آبریز) در آن منظور نمی‌گردد. ۴-۴- محاسبه بار معلق در شرایط عدم وجود آمار هیدرولیک می‌توان متوسط باررسوب معلق سالیانه را بر آورد نمود. در زیر به معرفی جزییات بیش‌تر در خصوص روش‌های مزبور ۳-۳ ۱- روش هیدرولوزی در این روش که توسط لانگبین و شوم" [۱۵] ارائه گردیده» رسوب‌دهی ویژه ( ,9) یا بار رسوبی به‌ازای واحد سطح حوضه آبریز از نمودار شکل (۲۸-۴) موسوم به نمودار لانگبین - شوم تعیین می‌گردد. در این نمودار محور قائم معرف بارش متوسط سالیانه حوضه‌آبریز (میلی‌متر) بوده و سه ناحیه معرف پوشش گیاهی از نوع جنگلی " (متوسط بارش سالیانه حوضه بیش‌تر از ۷۵۰ میلی‌متر)» پوشش گیاهی مرتعی " متوسط بارش سالیانه حوضه بین ۲۶۰ تا ۷۵۰ میلی‌مترء مناطق خشک و بیابانی با بوته‌های گیاهی پراکنده" (متوسط بارش سالیانه حوضه کم‌تر از ۲۶۰ میلی‌متر) مشخص شده است. با مشخص شدن مقدار ۵ بار رسوب معلق سالیانه از رابطه زیر به‌دست می‌آید. (۵۶-۴) ۸ * و0 0 له 102۳61۵ -| 1 -2 3-40 4- 1053071 5۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- قصل چهارم -, حوضه ابریز ( نظر به این گرا ۸-50 شایان ذکر سازندهای زمیر قرار داده و مقا ونٌس‌های محاسبه بار معلق رابطه: سط رسوب معلق سالیانه (100)» ,1 : رسوب‌دهی ویژه (,ل« - *10/16۳) تن در کیلومترمربع در سال) ) می‌باشد. که در این روش مولفه اصلی رسوب به دست آمده ناشی از فرسایش خاک سطح حوصه آبریز می‌باشد. ؟ لانگبین مقدار بار معلق را مشخص می‌کند. در شکل (۳۱-۴) برای متوسط بارش سالیانه معادل ۰۴۲۲« دارای پوشش گیاهی مرتعی می‌باشد مقدار ,لا - 1۵۳/1۳ 240 * پل بوده و برای حوضه‌آبریز با مد مقدار 12000 ,و / 0,10۳ حاصل می‌شود. ( ۷۱ ۳۱۱۱۳2 :1311 ) رسوب‌دهی ویژه سالیانه 5۵0 ۱00 130 200 290 متواسط 7/30 بارش سالیانه ) 111111 [ 500 600 600 400 ( ۳ 6 111۱[۵ :1۵1۱ ) 18 رسوب‌دهی ویژه شکل ۳۱-۴- نمودار لانگبین - شوم برای تعیین بار رسوبی معلق سالیانه [۰۲۵ ۱۳] است در روش لانگبین- شوم پارامترهای موثر در تعیین ,0 شامل بارندگی و پوشش گیاهی می‌بان شناسی فرسایش‌پذیر (نظیر لایه‌های سیلت‌ورس) در سطح حوضه می‌تواند کمیت ,0 را تا حد زیادی نت بر رسوب‌دهی ویژه را بعضا تا بیش از ۵۰۰ تن در کیلومترمربع افزایش دهد. ۸۳ ط -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۳-۳۴ ۲- روش تلفیقی هیدرولوژزی و هیدرولیک در این روش با توجه به عدم وجود داده‌های آماری بده جریان بار معلق با استفاده از شبیه‌سازی هیدروگراف سیلاب‌ها برای دوره برگشت‌های مختلف تعیین می‌گردد |[ ۲۰| مراحل محاسباتی به شرح زیر می‌باشد: ۴ ۴ ۱-۲- استخراج پارامترهای هیدرولوزی پارامترهای هیدرولوژی مورد نیاز برای محاسبه سیلاب‌ها شامل مشخصات فیزیوگرافی حوضه آبریزء تیپ بارندگی و هیدروگراف - مشخصات فیزیوگرافی حوضه آبریز با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی محدوده حوضه آبریز مشخص و خصوصیات فیزیوگرافی آن نظیر مساحت حوضه. طول خصوصیات فیزیوگرافی حوضه‌ها متداول می‌باشد. بدین منظور از نقشه‌های توپوگرافی نظیر سل پا سل می‌توان بهره چست. - تعیین تیپ بارندگی و هیدروگراف واحد حوضه‌آبریز سیلاب حاصل وقوع بارش‌های متمرکز یا رگبارها می‌باشد. علاوه بر مشخصات فیزیوگرافی شدت و مدت بارندگی و توزیع مکانی آن نیز در کمیت سیلاب و شکل هیدروگراف سیل تاثیرگذار است. از این‌رو در تعیین سیلاب‌ها مشخص کردن تیپ یا الگوی بارندگی (توزیع بارندگی بر حسب زمان) برای حوضه‌آبریز مورد نظر ضروری است. براساس مطالعات انجام گرفته توسط سازمان حفاظت خاک آمریکا" (525) توزیع زمانی رگبارها از الگوی خاصی پیروی می‌کند که نمونه آن برای بارش شش ساعته در شکل ۳۲-۴) نشان داده شده است [۱۴|(شایسته ذکر است عنوان 565 در سال‌های اخیر به ۲11-5 تغبیر یافته است). با استفاده از منحنی تیپ شکل ۳۲-۴) هیتوگرام " رگبار مورد استفاده در تعیین هیدروگراف سیلاب تعیین می‌گردد. در شکل ۳۳-۴) نمونه‌ای از هیتوگرام رگبار شش ساعته براساس الگوی توزیع 5۳5 نشان داده شده است. در شکل ۳۳-۴) کمیت7 (برحسب میلی‌متر) معرف مقدار بارش متوسط حوضه آبریز برای گام‌های زمانی مختلف می‌باشد. تعیین بارش متوسط حوضه‌آبریز با ترسیم منحنی‌های همباران و یا استفاده از روش تیسن " انجام می‌گیرد [۱۳]. در شکل ۳۴-۴) نمونه‌ای از نحوه ترسیم منحنی‌های همباران در محدوده حوضه‌آبریز و تعیین بارش متوسط حوضه آبریز نشان داده شده است. ]- ٩0۵([| ۵۹۵۲۷۵11۵ ۹۵۳۷1-۹55 2-0 3-1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - روش‌های محاسبه بار معلق ۸۵ 3 100 کلب بل او با سر آ[اممه کل ام ‎٩ سل لام بای اب کل آأآمد رال سل ام نب ابا کار 6 5 4 3 2 1 0 مدت تداوم بارندگی (ساعت) شکل ۳۲-۴- نمونه‌ای از منحنی‌های تیپ ‎٩2۵‏ برای توزیع رگبارها [۱۴] : 40 ۱ ۳ ۲۳۲۱ 1 7 10 120 0 ۰" 80 60 40 20 0 (60) 7:۵ مدت بارندگی شکل ۳۳-۴- نمونه‌ای از هیتوگرام رگبار دو ساعته, الگوی توزیع بارندگی [۱۴] برای تبدیل بارندگی به هیدروگراف سیلاب از هیدروگراف واحد حوضه آبریز می‌توان بهره جست. یکی از روش‌های متداول برای استخراج هیدروگراف واحد حوضه استفاده از هیدروگراف واحد بی‌بعد 5لع)5 می‌باشد (۱972 ,565). در شکل ۳۵-۴) هیدروگراف 0 زمان وقوع بده حداکثرء : بده جریان در زمان‌های مورد نظر و ر بده حداکثر هیدروگراف واحد می‌باشد. در روش 525 مقادیر ما وم از روابط زیر تعیین می‌شود: (۵۷-۴) 1+ 0.51 < ما (۵۸-۴) 0 را 2.0۸ ۵۹-۴ سس ار (۵۹-۴ ,و -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۶ 0 زمان وقوع بده حداکثر هید حداکثر هیدروگراف واحد حاصل یک حجم با زند ی ذزرمسساحت متوسط با حزای دو منحتی 0 )۷۱۱۱2-۲۲۱۲۲۱( 44 شکل ۳۴-۴- نز و سانتی‌متر (۱۰ میلی‌متر) بارند؟ ناگی لین مساحت ین هصاران دو منحنی هساران کسیت در ۱ ۳ 5 0.38 15 1.39 25 2.24 35 31.01 15 132 53 0.2 3 9.14 مساحت حوقه آ#رور - 27/914 255 - بارندگی متوسط وت مونه‌ای از منحنی‌های همباران و ۰.۵ ۵ ۱۶ ۳۸ ۴۳ ۶۰ ۰.۷ ۰/۸۹ ۰.۹۷ ۱۳۰۰ ۹۸ ۰.۹۲ ۸۴ (۸/ ۵ ۶۶ ۵۶ ۰.۴۲ ۰.۳۲ ۰.۳۴ ۸ ۰.۳ ۹۸ ۵ ۳۶ ۸ ۹../ ۴ راهنمای مه ۰ 3 ی خالص ( 1*/5) و ۸ مسا سا :۳ / 0 ۷۱ 20 ۳ / منجی هاتی هشاران ۵ تعیی هساران 1 / 7 ۸ (۱۲) ۳ 1 ۴ ۹ 2 ! ناراد 20 ی ۳ 3 ری ۱ ۷ 70 ی ی سوه از ی ۱ ۸ ردو تعیین بارش متوسط حوضه براء هیدروگراف بدون بعد ۱۳5 ۰/۱ 9 ۳ ۴ 1۵ ۶ ۷ ۸/ ۰/۹ ۱/۰ ۱/۱ ۱/۳۲ ۱/۳ ۱/۴ ۱/۵ ۱/۶ ۱/۸ ۲۳/۰ ار ۳/۴ ۳/۶ ۳/۸ ۳/۰ ۳/۵ ۴۳/۰ ۳/۵ ۵/۰ حاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه مرکز حوضه آبریز (4)07 ر0: بده مت حوضه‌آبریز ( *1۳۳) می‌باشد. 1 / / مکدر ده و ماه آر و / ۶ ما / مر 0 تا 4 : ۰ مره ۹ ی 1 ر گبارها [۱۴] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رونس‌های محاسبه بار معلق ۸۷ برای تعیین ,1 روابط مختلفی وجود دارد که در زیر رابطه کرپیچ به‌عنوان نمونه آرائه شده است: (۰-۴ع) 5 لووون ۲ ۸1 که در این رابطه: زمان تاخیر حوضه‌آبریز (07)» با طول رودخانه (1)7) و ۸11 اختلاف ارتفاع بلشدترین و پایین‌ترین نقطه حوضه‌آبریز (۲۳) می‌باشد. د 0.6 ۲ 04 5 4 3 2 1 0 7/7 شکل ۳۵۴- هیدروگراف واحد بی‌بعد ۹): ۹- [۳۰۱۳۲] - استخراج هیدروگراف سیلاب‌های دوره برگشتی کاربردی ۳ نحوه تعیین هیدروگراف سبلاب‌هاً ارائه شده است. ۳ ۳ ۲-۲- استخراج پارامترهای هیدرولیکی هیدروگراف سیلاب‌های به دست آمده از روش هیدرولوژیک امکان تعیین پارامترهای هیدرولیکی نظیر سرعت جریان» عمق, تنش‌برشی و نظایر آن‌را برای بده‌های مختلف فراهم می‌کند. بدین منظور لازم است اندازه‌گیری‌های میدانی مشابه آنچه در مشخصات هندسی و همچنین تعیین شیب رودخانه در محدوده مطالعاتی انجام می‌گیرد. در مثال کاربردی ۳ جزییات هیدرولیکی ارائه خواهد شد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۴۴ ۳-۲- محاسبه متوسط بار معلق سالیانه مشخصات هندسی مقطع رودخانه و همچنین با بهره‌گیری از پارامترهای هیدرولیک جریان نخست غلظت مبنا ( ,ن)) برای بده‌های مختلف تعیین و سپس مقدار بار معلق سیلاب براساس روابط ارائه شده در مبحث ۳-۳-۴ نظیر روش راس» بروکس» لین و کالیننسک محاسبه می‌گردد. با مشخص شدن بار معلق برای سیلاب‌های مختلف بار معلق سالیانه از رابطه زیر تعیین می‌شود [۲۰]: (۶۱-۴) و 0.01 + ری 0.01 + وی 0.02 + 0.06 + 0.40 > ی در رابطه فوق ب2): متوسط بار رسوبی معلق سالیانه (تن در سال) و 3و( تاوورو0) به ترتیب بار رسوبی به دست آمده از سیلاب‌های ۲ تا ۱۰۰ سال (تن) می‌باشد. جزییات تعیین بار رسوبی معلق سالیانه به روش فوق در مثال کاربردی ۳ ارائه شده است. (پیوست) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۵ روش‌های محاسبه باربستر -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم- روئس‌های محاسبه باربستر )۹ ۵- ۱- کلیات انتقال مواد رسوبی به‌صورت باربستر تابعی از شرایط هیدرولیکی جریان و خصوصیات فیزیکی دانه‌های رسوب می‌باشد. از دیدگاه هیدرولیکی دانه‌های رسوب موجود در بستر را که در اثر تنش‌برشی ناشی از جریان آب به‌حالت لفزش» غلطش و جهش جابجا می‌شوند عنوان باربستر اطلاق می‌شود. نرخ باربستر تابع شرایط هیدرولیکی بوده و با افزایش بده جریان مقدار آن نیز رو به افزایش می‌گذارد و در بده‌های کم به‌طور محسوسی کاهش می‌یابد. خصوصیات فیزیکی دانه‌ها نیز نقش مهمی در کمیت باربستر ایفا می‌کند [۷ ۸]. معادللات مختلفی برای تعیین بار بستر توسط متخصصین ارائه گردیده که هریک متناسب با شرایط آزمایشگاهی و یا مطالعات میدانی دارای حوزه کاربرد مخصوص به‌خود می‌باشند. به دلیل پیچیدگی‌های حاکم بر انتقال مواد رسوبی تاکنون معرفی یک معادله واحد جهانی برای تعیین کمیت باربستر میسر نبوده است. در زیر جزییات روش‌های تعیین بار بستر ارائه می‌شود. ۵ ۲- تعیین باربستر در شرایط وجود آمار از جمله راهکارهای مناسب برای تعیین باربستر نظیر آنچه که در خصوص بار معلق بیان گردید استفاده از آمار ثبت شده در محل ایستگاه‌های آب‌سنجی می‌باشد. در این ایستگاه‌ها ضمن اندازه‌گیری بده جریان (0) و غلظت بار معلق مقدار باربستر نیز به‌صورت هم‌زمان اندازه گیری می‌شود ( ,0 ). چنین اطلاعاتی بخشی از آمار متداول رودخانه‌ها بوده و از طریق سازمان‌های ذیربط (نظیر سازمان‌های آب منطقه‌ای, دفتر مطالعات پایه منابع آب وزارت نیرو) قابل دسترسی می‌باشد. روش اندازه‌گیری باربستر و تجهیزات اندازه گیری» در نشریات استاندارد وزارت نیرو [۲۹ ۳۱ و ۳۵] قابل دسترسی است. در ثبت داده‌های آماری عموما ,0 معرف بده جریان روزانه (مترمکعب برثانیه) و ر0) مقدار باربستر (تن در روز) می‌باشد. این واقعیت که اندازه‌گیری بده جریان و باربستر به صورت روزانه به دلایل مختلف از جمله هزینه‌های مالی و تعدد و تنوع رودخانه‌ها عملا میسر نمی‌باشدء در عمل سالانه تعداد معدودی عملیات اندازه‌گیری و تعیین کمیت بده جریان و باربستر انجام گرفته و به عنوان داده‌های آماری در اختیار کاربران و متخصصین مسایل رودخانه‌ای قرار می‌گیرد. این داده‌ها مبنای تعین بار بستر روزانه» ماهانه و سالانه بوده و بدین منظور از روش منحنی سنجه رسوب (-51) استفاده می‌شود [۰۱ ۲۲| ۳-۵ ۱- بررسی آمار بده جریان و بده رسوب بستر منحنی سنجه رسوب مشابه آنجه که درخصوص بار معلق تشریح گردید (فصل ۴) با استفاده از داده‌های آماری و0 و ,ن0) ترسیم می‌گردد. چنین اطلاعاتی بخشی از برنامه سنجش‌های رودخانه‌ای تلقی گردیده و در هر ایستگاه آب‌سنحی سالیانه در جند نویت ضمن اندازه‌گیری بده جریان روزانه مقدار باربستر روزانه نیز اندازه‌گیری می‌شود. برای ترسیم منحنی سنجه رسوب سری داده‌ها برای یک دوره آماری چند ساله مورد استفاده قرار می‌گیرد. ۳-۵ ۲- تعیین رابطه نمایی و ترسیم منحنی سنجه‌رسوب ضرورت تعیین رابطه نمایی رسوب ناشی از محدود بودن تعداد مشاهدات است که در آن فقط در هر سال برای چند نوبت اندازه‌گیری هم‌زمان و «ٍ۷) محقق می‌گردد. برای مابقی روزهای سال لازم است با تعیین رابطه همبستگی بین 00 و «ء تناز -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه رسوب در روزهای فاقد آمار محاسبه شود. برای منحنی سنجه رسوب برازش معادله نمایی توسط متخصصین مختلف توصیه شده است [۱۲ ۲۲]. حالت کلی معادله نمایی رسوب به صورت زیر می‌باشد: 0-2 4 )۱-۵( در این معادله 2 و [ به ترتیب ضریب و نمای معادله بوده و بن۷) و ر(0) قبلا تعریف شده‌اند. در شکل (۱-۵) نمونه‌ای از معادله نمایی و منحنی سنجه رسوب نشان داده شده است. داده‌های مشاهده‌ای موجود بر روی نمودار معرف اندازه گیری‌های انجام شده در دوره آماری (۱۳۷۷-۸۰) می‌باشد [۲۸]. مطابق شکل معادله نمایی برای باربستر و بده جریان روزانه در رودخانه مذکور به صورت زیر است: (۲-۵) 6۳ عی 0 بررسی موقعیت نقاط مشاهده‌ای بر روی نمودار شکل (۱-۵) بیانگر دامنه تغییرات زیاد باربستر در بده جریان‌های کم‌تر می‌باشد و با افزایش بده جریان پراکندگی نقاط کاهش یافته و باربستر دارای روند افزایشی است. ددع۱ 1۱900 ۱ ره 086۰001280041378 هد س ِ ۰ (/(10۲/03 )۵5۳ را ۵ شکل ۱-۵ منحنی سنجه باربستر (رودخانه کارون ایستگاه ملاثانی) ۳-۲-۵- تعیین باربستر روزانه» ماهانه و سالانه تعیین تغییرات زمانی باربستر از جنبه‌های مختلف دارای اهمیت است. در برنامه‌ریزی و بهره‌برداری از منابع آب رودخانه‌ها لازم است تناز رسوب روزانه مشخص گردد. به‌علاوه تعیین آورد رسوب ماهانه و سالانه نیز برای ارزیابی عملکرد مخازن سدهاء و بهسازی مسیر رودخانه‌هاء برداشت شن و ماسه و موارد متعدد دیگر مورد نیاز می‌باشد. - تعیین تناز رسوب روزانه بدین منظور پس از تعیین منحنی سنجه و معادله نمایی آن براساس آمار بده جریان روزانه ( و0) برای هر سال آبی (۳۶۵ روز) تناز رسوب روزانه از رابطه زیر محاسبه می‌گردد: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم- روئس‌های محاسبه باربستر ۹۳ (۳-۵) 12,35[ 0 2 و0 که در این رابطه: 0 تناژ باربستر روزانهء 0ج : بده جریان روزانه و [ شاخص روز از ۱ تا ۳۶۵ برای یک سال آبی می‌باشد. به عبارتی برای تعیین تناژ رسوب روزانه لازم است نخست آمار آبدهی روزانه مشخص گردد و سپس از معادله نمایی رسوب‌دهی روزانه برای هر سال آبی و برای دوره آماری چند سال تکمیل شود. مشخص شدن آبدهی و رسوب‌دهی روزانه برای هر سال آبی امکان بررسی هم‌زمان رژیم جریان (هیدروگراف جریان سالیانه) و رژیم رسوبی (هیدروگراف رسوب‌دهی سالانه) رودخانه را نیز فراهم می‌آورد (درخصوص شیوه تعیین رسوب‌دهی روزانه به فصل ۴ روش‌های محاسبه بار معلق مراجعه شود). - تعیین تناز باربستر ماهانه مقدار رسوب ماهانه از حاصل جمع مقادیر رسوب‌دهی روزانه ( زر حاصل می‌شود. رسوب ماهانه برای ماه‌های مهر تا شهریور و برای هر سال آبی از رابطه زیر قابل محاسبه می‌باشد: (۴-۵) .1,2 خر (30)29,31- ۷ لاغز ررطف 9‏ ر2 > ورصطو0 که در این رابطه: بو ز05011): رسوب ماهانه در ماه مورد نظر [ و سال مورد نظر از (تن) ز :050): تناز رسوب روزانه در ماه مورد نظر ز ,/۸: شاخص تعداد روزهای هر ماه از: شاخص تعداد سال‌های آبی (از یک سال تا ۱) می‌باشد (در خصوص شیوه تعیین رسوب‌دهی ماهانه به فصل ۴ روش‌های محاسبه بار معلق مراجعه شود). همچنین متوسط آورد رسوب ماهانه دوره آماری از جمله داده‌های پایه‌ای برای اهداف مطالعاتی است. متوسط بار رسوبی ماهانه از میانگین‌گیری رسوب ماهانه در دوره آماری حاصل می‌شود. ۸ (۵-۵) 0 2 1 زاس اه زس0: متوسط بار رسوب بستر ماهانه برای ماه مورد نظر (تن)» ».,,م۷): بار رسوب بستر ماهانه در سال آبی مورد نظر که از - تعیین تناز باربستر سالیانه رسوب سالیانه معرف مقدار بار رسوبی حمل شده در یک سال آبی است و از مجموع رسوب روزانه مطابق رابطه زیر حاصل می‌شود: 305 (۶-۵) ۵۷ و 1,2 لا 2 سا 0 1-1 -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه که در این رابطه: 0ج : بار رسوب سالیانه برای سال آبی ۴ (تن) ,,ز050: بار رسوب روزانه در سال آبی ۴ (تن) و ۸ تعداد سال‌های آبی می‌باشد. در کارهای مهندسی علاوه بر کمیت رسوب برای یک سال مورد نظر لازم است متوسط آورد رسوب سالیانه دوره آماری نیز متوسط بار رسوب بستر سالیانه در دوره آماری نیز از رابطه زیر قابل محاسبه است: ۸ ۹ اه 0ج متوسط بار رسوب بستر سالیانه در دوره آماری مورد نظر (تن) و بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. برای تعیین مقادیر بار رسوب متوسط ماهانه و سالیانه لازم است کمیت رسوب ماهانه و سالیانه برای سال‌های آبی محتلم در دوره آماری محاسبه و از متوسطگیری آنها مقادیر بار رسوبی مورد نظر تعیین گردد. ۵- ۳- تعیین باربستر از بار معلق محاسبه باربستر به‌صورت زیر می‌باشد. - تعیین بار معلق براساس روش‌های موجود تعیین می‌گردد (در خصوص جزییات مربوط به روش‌های تعیین بار معلق به مبحث ۱-۴ مراجعه شود). - تعیین شیب طولی رودخانه از مشخصات فیزیوگرافی حوضه با استفاده از نیمرخ طولی رودخانه که از خصوصیات فیزیوگرافی حوضه آبریز استخراج می‌شود شیب طولی رودخانه ( م5) را در محل ایستگاه آب‌سنجی می‌توان تعیین نمود. - تعیین نسبت بار بستر به بار معلق از روش‌های تجربی با مشخص شدن شیب طولی رودخانه ( م5) نسبت بار بستر به بار معلق (6) را می‌توان با استفاده ازنمودار تجربی که در شکل (۲-۵) نشان داده شده است تعیین نمود [ ۲۳۰ -------- صفحهٔ بعد -------- - تعب با ۰ در ۸ کد 10 روندنم - روئس‌های محاسبه باربستر سس سس اسآ سس اساسا 1 سب مرا اب بای لس نت وضع مرش رات لا با از | ۵ دودحانه فزلا اونن _ | را | + رودخانشاهزود وشهان سا 5 سل ی | + اس 3 ۹ 1 ناژ باربستر سالیانه تص شدن ۲ از نمودار شکل (۲-۵) ب ست) مقدار باربستر از رابطه زیر محاب ین رأبطه: متوسط باربستر سالیانه (تن)» : نسب. کل (۳-۵) مراحل مختلف تعیین بار یی 3 ۱00 5-5525 سا اساسا الا ا کر سس سس سس سس ک_ سس سس بابلا لا سا اساسا با را ا ای ار ال ی / / ار |09 ارس سل ابا از ۷ با ال رل ]4 ]چا | ]|[ را ا/ 1 ۰ مشحص ٍ کاراشف برای روّخانه ی «طور مثال در نمودار برای شیب برابر ۰/۳۵ داده شده است. ۹۵ برابر :0 د. در -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۶ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه داده‌های آماری غلظت مواد معلق و بده موردنظر برای دوره آماری چند ساله همزمان دربازه (بازه‌های) موردنظر برای (متحتی بده - رسوب) ۵) ( بده روزانه) تعیین معادله نمایی بده - رسوب ۵ << و09 سس سک دربازه با بازه‌های موردنظر تعیین شیب طولی رودخانه - م8 تعیین پارامتر ۴ ازنمودار شکل ۲-0 تعیین متوسط مالیانه رسوب بار بستر 99 ۴ 2 و0 شکل ۳-۵ روند نمای مراحل مختلف تعیین باربستر سالیانه از بار معلق سالیانه ۵- ۴- تعیین باربستر از معادلات تئوریک (با فرض وجود آمار آبدهی) یکی از روش‌های تعیین باربستردر رودخانه‌ها استفاده از معادلاات مبتنی بر تحلیل مکانیزم جابجایی دانه‌های رسوب توسط جریان موجود در بستر رودخانه‌ها است. در زیر به معرفی معادلات مورد استفاده در تعیین باربستر پرداخته می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم- روش‌های محاسبه باربستر ۷ ۳-۵ ۱- بررسی معادلات بار بستر و انتخاب معادلات مناسب معادللات متعددی برای تعیین بار بستر توسط متخصصین ارائه شده که ضمن معرفی آزها در خصوص انتخاب معادللات مناسب نیز - روش دوبویز دوبویز در سال ۱۸۷۹ معادله زیر را برای تعیین باربستر ارائه نمود [۲۲]: 0173 (۸-۵) (۵ ۳ ورد 7 90 که در این رابطه: 7 < 1۹5 ‏باربستر در واحد عرض (فوت مکعب در ثانیه در فوت) 7: تنش برشی جریان (پوند بر فوت مربع) که از رابطه‎ :٩0« تعیین می‌شود ( ۷: وزن مخصوص آب (پوند بر فوت مکعب)» : شعاع هیدرولیکی (فوت) و 5: شیب رودخانه یا شیب خط انرژی می‌باشد)» م2 : تنش برشی بحرانی که از نمودار شکل (۴-۵) (پوند بر فوت مربع) تعیین می‌شود. و ل قطر دانه‌های مواد بستر (میلی‌متر) می‌باشد. ۵ ۵8 06 رای 0 شکل ۴-۵ نمودار تغییرات م7 برحسب ۵ در رابطه دوبویز ۲۲1] - روس سیلدز شیلدز در ۱۹۳۶ رابطه زیر را برای تعیین باربستر براساس بررسی‌های آزمایشگاهی معرفی نمود [۲۵]: مت تاو ۹5 - 0[ ,ت6)/ 6 1 ۱ )۹-۵( باربستر در واحد عرض (مترمکعب در ثانیه در متر)» 7: تنش برشی جریان (نیوتن بر مترمربع) که از رابطه 7*15 تعیین می‌شود ( ۷: وزن مخصوص آب (نیوتن بر مترمکعب)» : شعاع هیدرولیکی (متر) و 5 شیب رودخانه یا شیب خط انرژی می‌باشد) ,7 -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه : تنش برشی بحرانی از نمودار شکل (۵-۵) (نیوتن برمترمربع) 4: قطر دانه‌های بستر (متر)» ‎:٩‏ بده جریان در واحد عرض (مترمکسب 2 ۲۳۵ )۳/۳2( ۱ 08 0.6 0 06 0.4 (۱۱۱۲۱) ک رابطه ارائه شده توسط کالینسک برای تعیین باربستر به‌صورت زیر می‌باشد [۲۰]: 2 10 ۱۰-۵ )۲-10 ۱ ۱ ( 0۵لا که در این رابطه و: باربستر در واحد عرض (مترمکعب در ثانیه در متر) و «ل] سرعت برشی (متردرثانیه) که از رابطه وا «ل] تعیین می‌شود که در آن م جرم مخصوص آب (کیلوگرم جرم بر مترمکعب) و بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. در روش کالینسک برای تعیین ‎٩‏ لازم است نسبت 2 برحسب پا از گراف شکل (۶-۵) استخراج و سپس از حاصل‌ضرب عدد به + دست آمده در 1+0] مقدار ۵ تعیین شود. | - ۳۵۱۱۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم- روئس‌های محاسبه باربستر ۹۹ شکل ۶-۵ نمودار کالینسک برای تعیین بار بستر [۲۰] ۱ - روس مایر - پیتر مولر معادله مایر پیتر - مولر براساس بررسی‌های آزمایشگاهی و مطالعات میدانی به‌صورت زیر ارائه شده است ۱۳۹۰۲۲ 15 ِ (۱۱-۵) سته ور وه 1 07 0 که در این رابطه: باربستر در واحد عرض (مترمکعب در ثانیه در متر)» 8: شتاب ثقل (متر در مجذور ثانیه) و]: عدد شیلدز که از رابطه 1 1 ۱ - 0.034) )۱۳-۵( می‌گردد. وول در رابطه بالا قطر نظیر ‎٩۰‏ درصد ریزتر وزنی مواد رسوبی بستر می‌باشد (بر حسب متر) بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. - روش سوکلیج در روش شوکلیچ مقدار باربستر براساس بده جریان در عرض واحد به‌صورت زیر تعیین می‌شود [۲۱]: 2:5 (۱۳-۵) (م0-9) کح - 10 5 1- ۱۷1۵۵۲-۳۵۲۵۲-۱/ ۲ 2- 50110411 )50[( -------- صفحهٔ بعد -------- بص راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه (ه 140 5/3 6 ات 90 0.26)0,-1۱۴-۵( بار بستر در واحد عرض (مترمکعب در ثانیه در متر)» ‎:٩‏ بده جریان در واحد عرض (مترمکعب در ثانیه در متر) م: بده جریان بحرانی در واحد عرض (مترمکعب در ثانیه در متر) و مرول قطر نظیر ۴۰ درصد ریزتر وزنی مواد رسوبی بستر می‌باشد (متر)» بقیه عوامل قبلا تعریف شده‌اند. ۰ ۱ - روس انشتین - براون در این روش مقدار باربستر با درنظر گرفتن سرعت سقوط دانه‌ها و سایر ویژگی‌های فیزیکی آب و مواد رسوبی به‌صورت زیر ۹ ۱/4۱ (۱۵-۵) که در این رابطه: 0: بار بستر در واحد عرض (مترمکعب در ثانیه در متر)» ۱۷۷: سرعت سقوط دانه‌ها (متر در ثانیه) که از روابط زیر به‌دست می‌آید و 0 تابع باربستر انشتین - براون که از گراف شکل (۷-۵) برحسب عدد شیلدز و۲ تعیین می‌شود. در روابط زیر نیز ۷ ویسکوزیته سینماتیکی آب (مترمربع در ثانیه) و بقیه عوامل قبلا تعریف شده است. (۱۶-۵) (1[ )00/80 > ۷ 2 2 (۱۷-۵) 0 8 لپ و4 (1-و6) ۷80 (1-و0)6ع د 0 ۲ " روس رونسر معادله روتنر با در نظر گرفتن زبری نسبی (170/11) و سرعت جریان مقدار باربستر را براساس رابطه زیر تعیین می‌کند [۲۵: زه (۱۸-۵) ا 0 - (0.14+ 07 10 1 6 ,۱80 که در این رابطه: بار بستر در واحد عرض (مترمکعب در ثانیه در متر) ۷: متوسط سرعت جریان (متردرثانیه)» ۱: متوسط عمق جریان (متر)» 0و : قطر نظیر ۵۰ درصد ریزتر وزنی دانه‌های بستر و ( 0/10) زبری نسبی می‌باشد. بقیه عوامل قبلا تعریف شده‌اند. در زیر با ارائه مثال کاربردی نحوه‌ی تعیین باربستر با استفاده از معادللات مذکور نشان داده شده است. ]|- ۳1۹1۵11۱-۹ 2- 7 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم- روش‌های محاسبه باربستر )۱۰ یبیل لبیل نیا هت یت 04 یساس سس یساس رس اراس سس موه اصکد هگ دک مد وگ مود دک وگو و و ۱ ۱ ۱۱۱۱۹۹۸۱۷۷ ٍ ۱ سس اه 1 0 ِ ی ٍ ٍ 11 ی را کرت رل 1 0 880100 0 0 80 0000 8 08 80 8 00۹ 8 8 38 80 ۹ ۱۱۹ 0 8 که که که هه وی اک رس اسر سس سس تام ۲۳۳۳ 5 2 یه جح زه ره ۵ ‌ ۷ ۵ زه 5 5 8 وق و8 88و 8 ای 6 6 6 شکل ۹/۵ نمودار تابع بار بستر انشتین براون برحسب عدد شسیلدز [۲۵] - اندازه‌گیری‌های میدانی در صورت عدم وجود داده‌های آماری امکان تعیین باربستر با استفاده از سری داده‌های آبدهی و انجام اندازه‌گیری‌های میدانی به‌شرح زیر فراهم می‌شود: * مقطع‌برداری و تعیین مشخصات هندسی مقطع محاسبه باربستر براساس معادللات مذکور در مباحث پیشین مشابه مثال کاربردی ۱ بهره گرفت. در شکل (۸-۵) نمونه‌ای از مقطع اسضا ست را سس ساحل را ل چ 109 ۱ 137 ی ۵ ی کی ۱ 1 راز آب 105 ۱ من | 103 در از آب 1 س 111 99 97 37969 30 2730 100 زه مر 20 26 [۱-1۹ ۱ 10 120 4.۹0 560 30 ۹ فاسگه مثر شکل ۸-۵ نمونه‌ای از مقطع جریان رودخانه در ایستگاه آب‌سنجی مورد استفاده در تعیین بار رسوبی [۴۱] * نمونه‌برداری مواد بستر و تعیین دانه‌بندی از جمله داده‌های میدانی مورد نیاز برای تعیین بار رسوبی بستر انجام نمونه‌برداری از مواد بستر و تعیین منحنی دانه‌بندی در توزیع دانه‌بندی نشان داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳« راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه - تعیین مشخصات هیدرولیک جریان با استفاده از مقطع هندسی رودخانه در محل ایستگاه آب‌سنحی می‌توان مشخصات هیدرولیک جریان را برای مقدار آبدهی هیدرولیکی نظیر ۸ (سطح مقطع جریان)» ۲ (محیط تر شده)» +[ شعاع هیدرولیکی» ۷ (سرعت متوسط جریان)» (] (عمق جریان) 5 (شیب رودخانه) 1۵ (ضریب مانینگ)» ثا (عرض مجرا) که در تعیین بار رسوبی معلق مورد نیاز می‌باشند با استفاده از مقطع هندسی جریان (نظیر شکل ۸-۵) تعیین می‌شود. - تعیین بار بستر با مشخص شدن خصوصیات دانه‌بندی مواد بستر و همچنین با انجام مقطع‌برداری و تعیین مشخصات هندسی و هیدرولیکی مورد نیاز امکان تعیین بار بستر فراهم می‌شود. بدین منظور لازم است با استفاده از معادلات تئوریک براساس روابط ارائه شده در مباحث پیشین نسبت به تعیین باربستراق‌دام نمود. در این خصوص ممثال کاربردی ۱ می‌تواند به‌عنوان راهنمای محاسبات مورد استفاده قرار بگیرد. - تعیین بار بستر روزانه, ماهانه و سالانه با در دست داشتن آمار آبدهی روزانه در ایستگاه مورد نظر امکان محاسبه بار رسوبی بستر با استفاده از معادلات مختلف ارائه شده برای روزهای متوالی مطابق آنچه که در رابطه زیر مشخص شده است فراهم می‌گردد. و با استفاده از مقادیر بار بستر روزانه بار رسوبی ماهانه و همچنین سالانه برای هر سال آبی تعیین می‌گردد: (۱۹-۵) 12,35 074و )86400 - رن که در این رابطه: ز0): تناژ باربستر روزانه» زم9: بار بستر در واحد عرض (نیوتن در ثانیه در متر)» [ شاخص روز از ۱ تا ۳۶۵ برای یک سال آبی می‌باشد. به عبارتی برای تعیین تناز رسوب بستر روزانه لازم است نخست آمار آبدهی روزانه مشخص گردد و سپس از معادله (معادلات باربستر) رسوب‌دهی روزانه برای هر سال آبی و برای دوره آماری چند ساله تکمیل شود. * تعیین تناز باربستر ماهانه مقدار رسوب ماهانه از حاصل جمع مقادیر رسوب‌دهی روزانه ( زم)) حاصل می‌شود. رسوب ماهانه برای ماه‌های مهر تا شهریور و برای هر سال آبی از رابطه زیر قابل محاسبه می‌باشد: (۲۰-۵) .1,2 خر (۵-30)29,31 هاسش هماع و29 و0 که در این رابطه: , زور 0) رسوب ماهانه در ماه مورد نظر [ و سال مورد نظر لا (تن)» , ,م): تناز رسوب روزانه در ماه مورد نظر ال ۸: شاخص تعداد روزهای هر ماه و لا شاخص تعداد سال‌های آبی (از یک سال تا 8) می‌باشد (در خصوص شیوه تعیین رسوب‌دهی ماهانه به فصل ۴ روش‌های محاسبه بار معلق مراجعه شود). -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم- رونس‌های محاسبه باربستر ۱.۳ * تعیین تناز باربستر سالیانه رسوب سالیانه معرف مقدار بار رسوبی حمل شده در یک سال آبی است و از مجموع رسوب روزانه مطابق رابطه زیر حاصل می‌شود: 365 (۲۱-۵) اراک و9 رک و0 11 رم : بار رسوب سالیانه برای سال آبی ۴ (تن) پم : بار رسوب روزانه در سال آبی ۴ (تن) و 3 تعداد سال‌های آبی می‌باشد. در کارهای مهندسی علاوه بر کمیت رسوب برای یک سال مورد نظر لازم است متوسط آورد رسوب سالیانه دوره آماری نیز مش‌خص از میانگین‌گیری رسوب ماهانه در دوره آماری حاصل می‌شود. ۸ (۲۳-۵) 0 2 ا ۹ ۷-1 زس0ج: متوسط بار رسوب بستر ماهانه برای ماه مورد نظر (تن)» «.,,,0): بار رسوب بستر ماهانه در سال آبی مورد نظر که از یک متوسط بار رسوب بستر سالیانه در دوره آماری نیز از رابطه زیر قابل محاسبه است: : ۹8 (۲۳-۵) ۸/ )۶ و0 1( که در این رابطه رم( متوسط بار رسوب بستر سالیانه در دوره آماری مورد نظر (تن) و بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. ۵- ۵- تعیین بار بستر در شرایط عدم وجود آمار (روش تلفیقی هیدرولوژزی و هیدرولیک) در مواردی که محدوده مطالعاتی فاقد داده‌های آماری است با استفاده از روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک می‌توان متوسط بار بستر سالیانه را بر آورد نمود. در این روش با توجه به عدم وجود داده‌های آماری بده جریان باربستر با استفاده از شبیه‌سازی هیدروگراف سیلاب‌ها برای دوره برگشت‌های مختلف تعیین می‌گردد. از این روش در تعیین بار معلق نیز در مبحخث ۳-۵ استفاده شده و جزییات آن به تفصیل تشریح گردیده است. عناوین مراحل محاسباتی شامل موارد زیر می‌باشد: - مشخصات فیزیوگرافی حوضه آبریز - تعیین تیپ بارندگی و هیدروگراف واحد حوضه آبریز - استخراج هیدروگراف سیلاب‌های دوره برگشتی ب- استخراج پارامترهای هیدرولیکی (مشابه جزییات تشریح شده در مبحث ۳-۵) -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه مقدار باربسترحمل شده توسط سیلاب‌های با دوره یازگشت مختلف با توجه به اطلاعات میدانی نظیر دانه‌بندی و مشخصات هندسی مقطع رودخانه و همچنین بهره‌گیری از پارامترهای هیدرولیک جریان و استفاده از روابط ارائه شده در مبحث ۳-۵ نظیر روش مایر - پیتر - مولرء شوکلیچ» روتنر و ... محاسبه می‌گردد. با مشخص شدن باربستر حمل شده برای سیلاب‌های مختلف متوسط باربستر سالیانه از رابطه زیر تعیین می‌شود [۲۰]: (۲۴-۵) 0.01000 + میم 0.010 + ودی0.020 + مر 0.060 + در 0.40 - 0 که در رابطه فوق: و۷ متوسط بار بستر سالیانه (تن) و در تا ووره) به ترتیب باربستر حاصل از سیلاب‌های ۲ تا ۱۰۰ سال می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۶ تعبین بار کل رسوب با بارمواد بستر در رو دخانه‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سسم - تعیین با رکل رسوب یا بارمواد بستر در رودخانه‌ها ۷« ۶ ۱- کلیات بارکل مجموع باربستر و بار معطق حمل شده توسط رودخانه می‌باشد. بار معلق همان‌طوری که در مباحث قبل عنوان گردید شامل ۹ ۰ ۰ 7 ی پا ۰ . ۰ ۰ ۱ ۰ بارشسته یا بار معلق به دست امده از فرسایش خاک حوصه که از نوع ریزدانه نظیرسیلت و رس ( و بار معلق بستری است. بعضی از روش‌های تعیین بارکل بار شسته را نیز شامل می‌شود (نظیر روش ۲-۶ و ۳-۶). معادلاتی نیز برای تعیین بارکل ارائه شده‌اند که معادللات تعیین بارن سسته منظور نشده است. بار شسته معمو لا" با نمونه‌برداری از موادمعلق رودخانه تعیین می‌شود. ۶ ۲- تعیین بار کل براساس آمار موجود استفاده از داده‌های آماری موجود شامل بار معلق و باربستر اطلاعات مناسبی برای تعیین بار کل حمل شده توسط رودخانه تلقی می‌شود. مراحل تعیین بارکل در زیر معرفی شده است (شایان ذکر است این روش بارشسته را نیز شامل می‌شود). - تعیین بار معلق به روش تحلیل آماری با استفاده از داده‌های آماری موجود در ایستگاه‌های آب‌سنجی که به‌صورت بده روزانه (,)) و رسوب معلق روزانه (,0) می‌باشد مطابق آنجه که در مبحث ۲-۴ تشریح شده است (محاسبه بار معلق در شرایط وجود آمار) مقدار بار معلق با استفاده از منحنی سنجه رسوب و معادله نمایی آن ( م 8 < ,) به‌صورت روزانه ماهانه و سالانه تعیین می‌شود (درخصوص جزییات مربوط به روش منحنی سنجه رسوب برای تعیین بار معلق به مبحث ۱-۲-۴ مراجعه شود) - تعیین بار بستر به روش تحلیل آماری مقدار بار بستر روزانه نیز مشابه بار معلق در صورت وجود داده‌های آماری ثبت شده در ایستگاه‌ها به‌صورت بده روزانه (0ج) و باربستر روزانه ( 00( با استفاده از منحنی سنجه رسوب و معادله نمایی آن 1 0 2 ,ن(۷) ) به‌صورت روزانهء ماهانه و سالانه تعیین می‌شود (درخصوص جزییات مربوط به روش منحنی سنجه رسوب برای تعیین باربستر به مبحث ۲-۴ مراجعه شود) - تعیین بار کل رسوب حمل شده با مشخص شدن مقدار باربستر و بار معلق مقدار بار کل از حاصل جمع مقادیر روزانه براساس روابط زیر مشخص می‌گردد. بار کل رسوب روزانه بار کل رسوب ماهانه ۱ در خصوص جزییات مربوط به تعیین بار رسوبی حوضه‌های آبگیر به نشریه شماره ‎٩۳‏ طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور با عنوان فرسایش رسوب در ابخیزها مراجعه شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۰ ای (۲-۶) ...1,2 بر (۱۸-30)29,31 2اسق هماع روگ 2 * رس0 بارکل رسوب سالانه 05 (۳-۶) ,12 خلا 2 و0 که در این روابط: : بارکل روزانه (تن) ز,0ج: بار معلق روزانه (تن)» 0ج : باربستر روزانه (تن)» : شاخص روز از ۱ تا ۳۶۵ برای یک سال آبی, رس ۷): بار کل رسوب ماهانه در ماه مورد نظر [ و سال مورد نظر لا (تن)» , ,,,): تناز رسوب کل روزانه در ماه مورد نظر [ : شاخص تعداد روزهای هر ماه لا: شاخص تعداد سال‌های آبی (از یک سال تا 0)» پی,2): بارکل رسوب سالیانه برای سال آبی ۷ (تن)» ٍ .,,0: بار رسوب روزانه در سال آبی 1 (تن) و ۸7 تعداد سال‌های آبی می‌باشد. ۶ ۳- تعیین بار کل براساس آمار رسوب معلق در شرایطی که ایستگاه آب‌سنجی فاقد آمار باربستر اندازه‌گیری شده باشد می‌توان با استفاده از روش‌های تحربی بارکل را (که شامل بار شسته نیز می‌باشد) با استفاده از آمار بار معلق موجود تعیین نمود. - تعیین بار معلق براساس روش تحلیل آماری 05 (۴-۶) ,1,2 لا 2 0 1-1 » (۵-۶) 2 ,1 خا ی ۵/0 0 1 0 : بار رسوب سالیانه برای سال آبی ا (تن)» , ,0): بار رسوب روزانه در سال آبی ۴ (تن)» ‎:٩‏ تعداد سال‌های آبی و0 متوسط بار رسوب معلق سالیانه در دوره آماری مورد نظر (تن) می‌باشد. - تعیین بار بستر از بار معلق در شرایط عدم وجود آمار باربستر به‌صورت نسبتی از بار معلق درنظر گرفته می‌شود. در مبحث ۳-۵ نحوه تعیین باربستر از بار معلق به تفصیل تشریح گردیده و در این خصوص استفاده از نمودار تجربی (نمودار شکل ۲-۵) نیز ارائه شده است. با استفاده از نمودار مذکور متوسط بار بستر سالیانه از رابطه زیر تعیین می‌شود: (۶-ع) 4 ۴ > و0 که در این رابطه: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تُسسم - تعیین با رکل رسوب با بارمواد بستر در رودخانه‌ها ۱*۹ بر( متوسط باربستر سالیانه (تن)» ,ر,0): متوسط بار معلق سالیانه (تن) و 1 نسبت باربستر به بار معلق می‌باشد که از نمودار شکل (۲-۶) به‌ازای شیب رودخانه به‌دست می‌آید. - تعیین بار کل متوسط بارکل سالانه از حاصل‌جمع باربستر و بار معلق مطابق رابطه زیر تعیین می‌شود: (۶- ( 0 ۳ 09 7 0 که در این رابطه بی متوسط بارکل سالیانه (تن) می‌باشد. ۴-۶- تعیین بار کل با استفاده از معادلات تئوریک (با وجود آمار آبدهی) برای تعیین بارکل در شرایطی که داده‌های آماری آبدهی وجود دارد می‌توان از معادلات تئوریک استفاده کرد. مراحل محاسباتی تعیین بار کل برای اهداف مهندسی مستلزم بهره‌گیری از داده‌های بده جریان روزانه در یک دوره آماری چندساله می‌باشد. بدین منظور با بررسی مقادیر آبدهی روزانه دوره آماری مناسب انتخاب و مبنای تعیین بار کل قرار می‌گیرد. دوره آماری انتخابی شامل سال‌هایی است که در آن سری داده‌ها کامل بوده و برای روزهای متوالی مقادیر آبدهی روزانه ثبت شده است. ۳-۶ ۲- بررسی معادلات انتقال رسوب و انتخاب معادله مناسب تاکنون معادللات مختلفی برای تعیین بار کل توسط محققین و متخصصین مسایل رسوب ارائه شده است که در زیر به معرفشی شده انشتین همراه با مثال‌های کاربردی در قالب (راهنمای تعیین بار کل رسوب رودخانه‌ها به روش انیشتین و کلبی نشریه شماره ۳ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور) منتشر گردیده و در این نوشتار از ذکر محدد آزها خوداری می‌شود. ور 0.13۷۶ ۹1 (۸-۶) 1 05 : ٩‏ 3 [7-,8)0 ۱ (۹-۶) ۹.6400 0 که در این رابطه: [- ۳۵۵1۳۵ - 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه 1 : بارکل در واحد عرض (نیوتن در ثانیه در متر)» 0: عرض مجرا (متر) و پ بارکل (تن در روز) می‌باشد. بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. روس ایکرز -وایت روش ایکرز --وایت برای تعیین بارکل به‌صورت زیر ارائه شده است [ ۲۵۰۲۰]: ۷ ,00 (۱۰-۶) ,و0 "یی ۳ (۱-۶ ۱ 10 9 )ما 7 0 1۳0 ۷ "نآ (۱۲-۶) او ان ها ۴۳ وم 32 5 ۸)0] 8۲ 4 رح 0)ه (۱۳-۶) 3 (لگاگن - وه ۷ درصورتی که محدوده 60 > ,یل > | باشد مقادیر هم 41110 ۲ عبارتند از: بل 0.56108 - 1۶1.00 ۸ 0.230۴ +4 4 ۴۹ - بر 3 - *( م4 8 10) - ول 2.8610۵ <6اعا برای حالتی که 60 < ,یل باشد مقادیر پارامترهای معادلات عبارتند از: 5 و کاخ و ۸-0.17 و ۲-0 در روابط فوق بین) غلظت وزنی بارکل و بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. بارکل ( ,2 ) برحسب تن در روز از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۱۴-۶) 10*0 *8.64- 0 که در این رابطه 7 وزن مخصوص آب (نیوتن برمترمکعب) و بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. روس . بانگ دو رابطه, یکی برای نرخ انتقال ماسه و دیگری برای نرخ انتقال شن به صورت زیر ارائه نموده که از جمع مقادیر حاصل از دو رابطه می‌توان بار کل (بارمواد بستر) جریان رودخانه را تعیین نمود [ ۳۵۰۲۰ ۹ رابطه نرخ انتقال ماسه (برای اندازه دانه‌های ۰.۰۶۲ تا ۲ میلی‌متر): 6 - وجمان ۸ - | 8 - 2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسنسم - تعیین با رکل رسوب با بارمواد بستر در رودخانه‌ها )۱۱ و 4 وا 0.457 - وم 0.286 - 5.435 ی :ها ٩5 5 )۱۵-۶(‏ 1 8 ۱ ۵ ((تن 4 - شموم| کشوم 0.314 - کشوم و0409 - و0. 79)+ 1۷۸ ۹ 1۷۸ ۲۷ درصورتی که محدوده 00 ۱.24 باشد مقدار ۰ از رابطه زیر تعیین می‌شود: 2.5 ۷ 6 یب سس 6 - (0/۷ن])۱۵۵ ۰ ۷ ۷ # 1۷ ۷ که در روابط فوق: پی ۲ : غلظت ماسه (باربستر و بار معلق) بر حسب میلی‌گرم درلیتر» ,م۷ : سرعت آستانه حرکت مواد رسوبی (متر در ثانیه) و بقیه عوامل قبلا تعریف شده‌اند. * رابطه نرخ انتقال شن (اندازه دانه‌های ۲ تا ۶۴ میلی‌متر): ۱ 4.68 - ۵ 58 0.633 -6.681) < م0 ۱8۶ (۱۶-۶) 5 ۷ 5 6 ۱ 0 ((۹ - )وم (ختووا 2و - کشوم 0.305 -2.784))+ ۷ ۷ ۷ ۷ که در این رابطه 8 غلظت شن (میلی گرم در لیتر) می‌باشد. بقیه عوامل قبلا تعریف شده‌اند. با مشخص شدن غلظت ماسه و شن غلظت بارکل ( ,,ن)) از رابطه زیر تعیین می‌شود: (۱۷-۶) وی ۳ میا 9 ی براساس کمیت ,۲ مقدار بارکل برحسب تن در روز از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۱۸-۶) نکر 0.08640 - ,0 پارامترهای معادله قبلا تعریف شده‌اند. - روس لارسن معادله لارسن برای تعیین بارکل به‌صورت زیر می‌باشد | ۲۵۰۲۰ ]: «لآا بر 7 7/6 ۹ ۱۹-۶ 1([ اس )۳ 0.010 ع یل (۱۹-۶) چا ( 2 ۱ 173 159 2 , (۲۱-۶) نکر 5.6400 - بل که در روابط فوق: 1] 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه یک غلظلت بار کل (نیوتن بر مترمکعب)» 1 اندازه دانه‌های بستر در کلاس 1 (متر)» 0 درصد دانه‌های بستر در کلاس 5 1 تنش برشی موثر (نیوتن برمترمربع)» : ۷۷ : سرعت سقوط دانه‌ها در کلاس 1 (متر در ثانیه) ,,: بارکل رسوب (تن در روز) و بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. تابع (لل)م با استفاده از گراف ارائه شده در شکل (۱-۶) تعیین می‌شود. .۹ 1۱0 1 1 لمنن ربب ... 1 ل. 1 ۰ 1 شلللر 1 1 للا 1 1 1 0 اد 20 100 ام 20 10 6۵ 34 2 [ 07 ۵04 02 ۵۱ ۵006 002 001 ۱ ( , «لان شکل ۱-۶ نمودار لارسن برای تعیین تابع را [۳۵] 9 ق ۹ - روش باکنولد | ۷ ی ی ([ا<ی0)) 1 + 0.010 )۲۲-۶( ۷ 0 - 0 )۲۳-۶( که در این روابط: بارکل در واحد عرض (نیوتن در ثانیه در متر) ,,0): بارکل (تن در روز)» 0: عرض رودخانه» ۵: ضریب تصحیح که از نمودار شکل (۲-۷) نمودار تعیین ضریب تصحیح ر۵ در روش باگنولد تعیین می‌شودء 0: پارامتری که از نمودار شکل (۲۳-۶) نمودار تعیین پارامتر 0 در روش باگنولد تعیین می‌شود.ء بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. ۱- ۵00 -------- صفحهٔ بعد -------- به‌منظور معرفی نحوه ساسا جه سس هش ل 3 ۷)۸/9 3 .]1 شکل ۲-۶ نمودار تعیین ضریب تصحیح ,۵ در روش باگنولد [۳۵] ماسجا سل لاس سا سس 068 / ال کم 0 رمحا ‎ // 2 0 0.8 0.6 ۹ 4 0.3 02 01 شکل ۳-۶ نمودار تعیین پارامتر » در روش باگنولد [۳۵] استفاده از معادللات بار کل مثال کاربردی ۶ ارائه می‌شود (پیوست). ۳ر)1 0 0 018 زاس 016 014 012 010 1 ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه ۳-۶ ۳- اندازه‌گیری‌های میدانی در صورت عدم وجود داده‌های آماری همان‌طوری که در مبحث ۴-۵ تشریح شده است (۴-۵ تعیین باربستر از معادلات تئورییک با فرض وجود آمار آبدهی) امکان تعیین بار کل با استفاده از سری داده‌های آبدهی و انجام اندازه‌گیری‌های میدانی فراهم می‌شود. نظر به این که جزییات تهیه این‌گونه اطلاعات قبلا در مبحث ۴-۵ توضیح داده شده در ایین‌جا به ذکر عناوین اکتفا می‌شود: - نمونه‌برداری مواد بستر و تعیین توزیع دانه‌بندی با مشخص شدن خصوصیات دانه‌بندی مواد بستر و همچنین با انجام مقطع‌برداری و تعیین مشخصات هندسی و هیدرولیکی مورد نیاز امکان تعیین بارکل فراهم می‌شود. بدین منظور لازم است با استفاده از معادلات تئوریک براساس روابط ارائه شده نسبت به تعیین بارکل اقدام نمود. در این خصوص منال کاربردی۶ می‌تواند به‌عنوان راهنمای محاسبات مورد استفاده قرار بگیرد. - تعیین بار کل روزانه, ماهانه و سالانه که با در دست داشتن آمار آبدهی روزانه در ایستگاه مورد نظر امکان محاسبه بار کل با استفاده از معادلات مختلف ارائه شده برای روزهای متوالی مطابق آنچه که در رابطه زیر مشخص شده است فراهم می‌گردد. براساس مقادیر بارکل روزانه» بار رسوبی ماهانه و همچنین سالانه نیز برای هر سال آبی مطابق روابط ارائه شده در زیر تعیین می‌شود: (۲۴-۶) 5 ...3 2و[ ک[1 6.6400 < 0 که در این رابطه: ه(ج: تناژ بار کل روزانه» ز۹: بارکل در واحد عرض (نیوتن در ثانیه در متر) و | شاخص روز از ۱ تا ۳۶۵ برای یک سال آبی می‌باشد. به عبارتی برای تعبین تناژز بار کل روزانه لازم است نخست آمار آبدهی روزانه مشخص گردد و سپس از معادله (معادلات بارکل) رسوب‌دهی روزانه برای هر سال آبی و برای دوره آماری چند ساله تکمیل شود. - تعیین تناز بار کل ماهانه مقدار رسوب ماهانه از حاصل جمع مقادیر رسوب‌دهی روزانه ) حاصل می‌شود. رسوب ماهانه برای ماه‌های مهر تا شهریور و برای هر سال آبی از رابطه زیر قابل محاسبه می‌باشد: (۲۵-۶) ...1,2 خر (۱۷-30)29,31 هاشقشهاعل روکنک 0 که در این رابطه , ,ری0): بارکل ماهانه در ماه مورد نظر [ و سال مورد نظر لا (تن)» , ,۷): تناز رسوب روزانه در ماه مورد نظر ل ۷ شاخص تعداد روزهای هر ماه و لا شاخص تعداد سال‌های آبی (از یک سال تا 0) می‌باشد (در خصوص شیوه تعیین رسوب‌دهی ماهانه به فصل ۴ روش‌های محاسبه بار معلق مراجعه شود). -------- صفحهٔ بعد -------- فصل شم - تعیین بارکل رسوب یا بارمواد بستر در رودخانه‌ها ۵ - تعیین تناز بار کل سالیانه رسوب سالیانه معرف مقدار بار رسوبی حمل شده در یک سال آبی است و از مجموع رسوب روزانه مطابق رابطه زیر حاصل می‌شود: 305 1-1 که در رابطه فوق: 0ج : بارکل رسوب سالیانه برای سال آبی ۲ (تن) ٍ ,0): بارکل رسوب روزانه در سال آبی 1۴ (تن) و ۱ تعداد سال‌های آبی می‌باشد. در کارهای مهندسی علاوه بر کمیت رسوب برای یک سال مورد نظر لازم است متوسط آورد رسوب سالیانه دوره آماری نیز مشخحص شود. همچنین متوسط آورد رسوب ماهانه دوره آماری از جمله داده‌های پایه‌ای برای اهداف مطالعاتی است. متوسط بار رسوبی ماهانه از میانگین‌گیری رسوب ماهانه در دوره آماری حاصل می‌شود. ۸ 8 (۲۷-۶) (/ 2 ( 7 ز رس [ح(ا زسی۷0): متوسط بار رسوب کل ماهانه برای ماه مورد نظر (تن)» ».,ر۷): بار رسوب کل ماهانه در سال آبی مورد نظر که از یک تا متوسط بار رسوب‌کل سالیانه در دوره آماری نیز از رابطه زیر قابل محاسبه است: ۹ 9 (۲۸-۶) ۸/ 0 ۹93 7 90 اه که در این رابطه 0ج متوسط بار رسوب‌کل سالیانه در دوره آماری مورد نظر (تن) و بقیه پارامترها قبلا تعریف شده‌اند. ۶ ۵- تعیین بار کل(بارمواد بستر) با استفاده از مدل ریاضی فرسایش و رسوب استفاده از مدل‌های ریاضی برای تعیین بارکل از جمله راهکارهای متداولی است که امروزه در عرصه مهندسی رسوب از جایگاه مهمی برخوردار می‌باشد. مدل‌های ریاضی مورد استفاده در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها دارای تنوع و قابلیت‌های گوناگونی هستند که بررسی و ارائه ویژگی‌ها و دامنه کاربرد هریک از آنها مستلزم تدوین نشریه راهنمای مستقلی استء از این‌رو در این راهنما از پرداختن به مدل‌های ریاضی خودداری شده است. در عین‌حال برای آشنایی کلی عناوین و مشخصات عمومی بعضی از مدل‌های ریاضی مورد استفاده در تعیین بار رسوبی رودخانه‌ها درج می‌شود. شایسته ذکر است کاربرد اصلی این‌گونه مدل‌ها شبیه‌سازی فرآیند فرسایش و رسوب‌گذاری در مسیر رودخانه‌ها و یا داخل مخازن سدها می‌باشد و ازاین‌رو لازم است مقدار بارکل حمل شده توسط جریان (شامل باربستر و بار معلق) توسط مدل شبیه‌سازی شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه جدول ۶- ۱- مواردی از مدل‌های ریاضی متداول در تعیین باررسوبی رودخانه‌ها [۳۲] 2 نام مدل ویژگی‌ها پ ۳ : 1۲1۳6 زاره :۱101 1 ۱۱۷11161-1 ۹.۱ ۶ ۶- تعیین بار کل در شرایط عدم وجود آمار (روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک) در مواردی که محدوده مطالعاتی فاقد داده‌های آماری است با استفاده از روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک می‌توان متوسط بارکل سالیانه را بر آورد نمود. در این روش نیز که جزییات آن در مبحث ۵- ۵ تشریح شده است (۵- ۵ تعیین بار بستر در شرایط عدم وجود آمار) بارکل با استفاده از شبیه‌سازی هیدروگراف سیلاب‌ها برای دوره برگشت‌های مختلف تعیین می‌گردد. نظر به این که جزییات تهیه ای ن‌گونه اطلاعات قبلا در مبحث ۵- ۵ توضیح داده شده در اینجا به ذکر عناوین اکتفا شده است (شایان ذکر است از این روش در تعیین بار معلق نیز در مبحث ۴ ۴ استفاده شده از این‌رو با توجه به مشارمت کامل الگوی محاسباتی برای توضیح مبان به این مبحث ارجاع داده می‌شود ر ر آی‌رو ۶ لو بت ی نی برای توصیح مبالی به این رجاع می‌سو الف- استخراج پارامترهای هیدرولوژی (عینا مشابه مبحث ۵-۵) - مشخصات فیزیوگرافی حوضه آبریز - تعیین تیپ بارندگی و هیدروگراف واحد حوضه آبریز - استخراج هیدروگراف سیلاب‌های دوره برگشتی ب- استخراج پارامترهای هیدرولیکی (عینا مشابه مبحث ۵-۵) هیدروگراف سیلاب‌های به دست آمده از روش هیدرولوژیک امکان تعیین پارامترهای هیدرولیکی نظیر سرعت جریان» عمق, تنش برشی و نظایر آن‌را برای بده‌های مختلف فراهم می‌کند. بدین منظور لازم است اندازه‌گیری‌های میدانی مشابه آنچه در مبحث رودخانه در محدوده مطالعاتی انجام گیرد. مقدار بار کل حمل شده توسط سیلاب‌های با دوره یازگشت مختلف با توجه بد اطلاعات میدانی نظیر دانه‌بندی و مشخصات انگلند- هانسن» یانگ و... محاسبه می‌گردد. با مشخص شدن بار کل حمل شده برای سیلاب‌های مختلف متوسط بارکل سالیانه از که در رابطه فوق .ری۷): متوسط بارکل سالی‌انه (تن) و ر0) تا ووری۷) به ترتیب بارکل حاصل از سیلاب‌های ۲ تا ۱۰۰ سال (تن) می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۷ روش‌های بر آورد رسوب‌گذاری در مخازن سدها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - رونس‌های برآورد رسو بگذاری در مخازن سدها ۱۳۹ ۷ ۱- کلیات تعیین رسوب ورودی به مخزن سد و نحوه توزیع آن و همچنین میزان رسوب تله‌اندازی شده و رسوب خروجی از مخزن» از جمله مباحث مهم در مطالعات رسوب رودخانه‌ها می‌باشد. به‌دلیل نقش و اهمیت پدیده رسوب‌گذاری در بهره‌برداری از مخازن و تاثیر آن در عمر مفید سدء تعیین میزان رسوب ورودی به مخزن از اهمیت و حساسیت زیادی برخوردار می‌باشد. در این راستا برای تشریح جنبه‌های مختلف این مساله و فراهم آوردن زمینه لازم برای پرداختن به مباحث گسترده موضوع رسوب‌گذاری در مخازن» نشریات مستقلی توسط دفتر طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور - وزارت نیرو تهیه شده است. از این‌رو در نشریه حاضراز پرداختن به مقوله براورد رسوب‌گذاری در مخازن سدها خودداری شده است. در این رابطه تاکنون نشریات زیر تدوین شده است: ۱- تعیین حجم رسوبات و توزیع آن در مخازن سدهاء نشریه شماره ۲۲۱ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهور» ۰۱۳۸۰ ۲- پیش‌نویس استاندارد راهنمای کاربرد مدل‌های ریاضی در رسوب‌گذاری و رسوب‌زدایی مخازن سدهاء نشریه شماره ۳۰۹- الف, طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور- وزارت نیرو. ۳- راهنمای مطالعات رسوب‌گذاری و رسوب‌زدایی مخازن سدهاء نشریه شماره ۳۲۸- الف. طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور - وزارت نیرو. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۸ توصیه روش‌های محاسبه باربستر و بار معلق و بار کل برای انواع رو دخانه‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هشستم - توصیه روس‌های محاسبه باربستر و بار معلق و با رکل برای انواع رودخانه‌ها ۱۳۳ ۸ ۱- کلیات ۱-۱-۸- بررسی انواع رودخانه‌ها از دیدگاه انتقال رسوب جریان متفاوت است. در رودخانه‌های کوهستانی که عرض مجرا کم‌تر و شیب طولی نیز بیش‌تر است ترکیب دانه‌بندی عموما از نوع کوهستانی پرشیب و محدوده دشتی کم شب قرار دارند عرض رودخانه افزایش یافته و دانه‌بندی بستر نیز دارای بافت شن و ماسه‌ای است. انتقال رسوب در این رودخانه‌ها به‌صورت ترکیبی از باربستر و بار معلق بوده و با توجه به غالب بودن مواد درشت دانه سهم باربستر بیش‌تر از بار معلق است. رودخانه‌های شریانی در ادامه مسیر خود در ناحیه دشتی کم‌شیب حالت پیجانرودی (مآندری) به‌خود معلق به‌مراتب بیش‌تر از باربستر می‌باشد [عم ۰۱۶ ۲۵ تعیین باربستر و بارکل در رودخانه‌های مختلف تابعی از شرایط انتقال رسوب و داده‌های آماری موجود در ایستگاه‌های آب‌سنجی می‌باشد. در رودخانه‌های کوهستانی استفاده از معادلات باربستر روش مناسبی برای محاسبه بار رسوبی تلقی می‌شود. اندازه‌گیری بار بستر در بازه‌های کوهستانی به‌خصوص در شرایط سیلابی که بخش عمده‌ای از مواد رسوبی را منتقل می‌کند به‌دلیل سرعت زیاد جریان و جابجا شدن قطعات درشت سنگ و لاشه سنگ و همچنین حاکم بودن حالت فوق بحرانی به آسانی میسر نمی‌باشد.از این‌رو برای چنین رودخانه‌هایی استفاده از روش‌های محاسباتی را می‌توان راهکار مناسب و به بیانی از جمله روش‌های عملی و ممکن برای تعیین باربستر عنوان نمود. در جدول (۱-۸) روش‌های مناسب برای تعیین بار بستر در رودخانه‌های کوهستانی درج شده است. در این جدول استفاده از نسبت بار بستر به بار معلق نیز به‌عنوان راهکاری برای تعیین بار بستر معرفی شده است. شایان ذدکر است در رودخانه‌های کوهستانی هرچند اندازه گیری باربستر مشکل است ولی امکان اندازه‌گیری بار معلق به دست آمده از فرسایش خاک جدول ۱-۸- روش‌های مناسب توصیه شده برای تعیین باربستر در رودخانه‌های کوهستانی نام معادله با روش برای رودخانه‌های شریانی که دارای ترکیب دانه‌بندی شن و ماسه هستند با توجه به امکان انتقال بخشی از ماسه به‌حالت معلق بار بستر نیز امکان‌پذیر بوده و به‌عنوان یک راهکار عملی در اولویت می‌باشد. در جدول (۲-۸) روش‌های مناسب تعیین بار بستر با استفاده از معادللات انتقال و سایر روش‌های مبتنی بر داده‌های آماری برای رودخانه‌های شریانی ارائه شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه جدول ۸ ۲- روش‌های مناسب توصیه شده برای تعیین باربستر در رودخانه‌های شریانی مایر - پیتر- مولرء شوکلیچ, اسمارت. پانگ (انتقال شن) درصورتی که درصد ماسه - در صورت وجود داده‌های اندازه‌گیری شده بارمواد بستر بهتر در مقایسه با شن کم‌تر باشد است نتایج به دست آمده از معادلات مختلف با مقادیر شن بیش‌تر باشد - در صورت عدم وجود داده‌های اندازه‌گیری شده بهتر است از ایکرز وایت» یانگ. انشتین» برای بسترهای ماسه‌ای میانگین مقادیر حاصل از معادلات تئوریک استفاده شود استفاده از نسبت باربستر به بار معلق (مبحث ۵- ۲) و روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک (مبحث ۵-۵ و ۶-۶) جدول (۳-۸) استفاده شود. جدول ۸- ۳- روش‌های مناسب توصیه شده برای تعیین بار مواد بستر یا بارکل در رودخانه‌ها انگلند- هانسن» لارسن,» انشتین» باگنولد. برای بسترهای با دانه‌بندی ماسه و - در صورت وجود داده‌های اندازه‌گیری شده بارمواد بستر بهتر سیلت است نتایج به دست آمده از معادلات مختلف با مقادیر اندازه‌گیری روش اصلاح شده انشتین» روش کلبی. تافلتی برای بستر های با دانه‌بندی ماسه‌ریزء سیلت و رس - در صورت عدم وجود داده‌های اندازه‌گیری شده بهتر است از میانگین مقادیر حاصل از معادلات تئوریک استفاده شود هیدرولوژی و هیدرولیک (مبحث ۶-۶) ۳-۱-۸- روش‌های مناسب محاسبه بار معلق در رودخانه‌های مختلف فرآًیند انتقال بار معلق در رودخانه‌های مختلف همان‌طوری که در مبحث ۲-۳ تشریح گردیده است دارای دو مشخصه اصلی می‌باشد. بخشی از بار معلق حاصل اختلاط مواد رسوبی موجود در بستر با جریان آب است که اصطلاحا بار معلق بستری به آن اطلاق می‌شود. بخش دیگری نیز در اثرفرسایش خاک حوضه همراه با رواناب سطحی از طریق شبکه آبراهه‌ها وارد رودخانه می‌شود. نظیر ایران کاهش پوشش گیاهی و عوامل متعدد دیگر ناپایداری و فرسایش خاک حوضه‌ها را تشدید نموده و از این‌رو بارشسته سهم عمده‌ای از بار معلق رودخانه را به‌خود اختصاص می‌دهد [ ۲۲| تعیین مقدار بارشسته صرفا با نمونه‌برداری و اندازه‌گیری غلظت مواد معلق امکان‌پذیر بوده و استفاده از روش‌های هیدرولیکی به‌دلیل چسبندگی بین ذرات رسوب و ملکول‌های آب و تشکیل مخلوط همگن امکان‌پذیر نمی‌باشد. با عنایت به موارد مذکور روش‌های مناسب برای تعیین بار معلق در رودخانه‌های مختلف در جدول (۴-۸) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هشستم - توصیه روئس‌های محاسبه باربستر و بار معلق و با رکل برای انواع رودخانه‌ها ۱۳۵ جدول ۴-۸- روش‌های مناسب توصیه شده برای تعیین بار معلق در رودخانه‌ها امار ابدهی و رسوب معلق. این روش برای انواع رودخانه‌های کوهستانی, شریانی و پیچانرودی راهکار روش ایستگاه مبنا و یا روش فلمینگ در صورت وجود آمار آبدهی (مبحث ۱-۳-۴ و ۲-۳-۴) برای انواع استفاده از معادلات تئوریک نظیر معادله راس» روش انشتین و ... برای رودخانه‌های شریانی با بستر را به دست آمده از معادلات ماسه‌ای و پیجانرودی با بستر ماسه‌ای و سیلت در صورت وجود امار ابدهی (مبحث ۴ ۳-۳) تئوریک استفاده شود استفاده از روش هیدرولوژی و نمودار لانگبین و شوم (مبحث ۳-۴ ۱) برای انواع رودخانه‌ها در صورت عدم وجود امار استفاده از روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک (مبحث ۳-۴ ۲) برای رودخانه‌های شریانی با بستر ماسه‌ای و پیچانرودی با بستر ماسه‌ای و سیلت در صورت عدم وجود آمار آبدهی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۱۳۹ پ. ۱- مثال کاربردی ۱ تعیین بار معلق روزانه با استفاده از معادلات تئوریک بار رسوب معلق روزانه را برای رودخانه مفروض براساس روش راس» لین و کالینسک. بروکس» چانگ و انشتین تعیین نمایید. داده‌های مورد نیاز در جدول (پ. ۱) ارائه شده است. جدول پ. ۱- داده‌های مورد نیاز برای تعیین بار معلق رودخانه ویسکوزه | قطر | ر .۱ قطر فس فاص ٍ سینماتیک ۶۱ | مبنا ۱ ۶۵ ۱ ۵۸ ۱ فقل ۹۵۱ مانینگ | سطح ااق ‏ واحد عرض ۱ 92" ص آب سقوط ۵ ۵ ی درصد دانه درصد مبنا ام یک و0 اه اوه کب دا هه 8 1۱15 1 1 1 قح سح 0 معرف غلظت وزنی بوده و مخفف (111110 007 0271) یا مقدار وزن رسوب در یک میلیون واصد وزن آب می‌باشد. برای آب 00170 معادل میلی گرم در لیتر (138/1) نیز تلقی می‌شود. چنانچه ,ٍ) به‌صورت وزن نسبی معرفی شود در این صورت: 05 > ی و یا 0.0001 - پ) خواهد بود (مقدار وزن رسوب در واحد وزن آب) که با عنوان غلظت وزنی (۷۷/۵۱8111 0۱ 00۱6۵1۳۵11010) و یا غلظت وزنی خشک (۷۷/۵۱8[11 47۷ 0۱ 00100111۳۵11010) نیز نامیده می‌شود. - روش راس در این روش لازم است تغییرات غلظت (ح) نسبت به عمق (0) مشخص و غلظت متوسط (2) محاسبه شود. ب- 1 ازور که 3- (] ۷ 2 0.25 5 ۳32 وال 0ب 5-5 ۷ پارامتر ی به‌صورت زیر تعیین می‌شود: 37 - 10451074 < و10 رت ی 0۷ 60 7 ۰/5/0194 - لا ,1019.4 - 10۶/98 > 8/ بل > ۷۷ زود 0009 ۷ رو 7 لام برای تعیین غلظت نسبت به عمق لازم است جدول (پ. ۲) محاسباتی تشکیل شود: -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه جدول پ. ۲- تعیین غلظت متوسط در روش راس سس 0 لب بصع ۵ 200 > 7128.2032/14 -ا/ با رنح<6 11 مطابق جدول فوق پس از مشخص کردن مقادیر < که دارای دامنه تغییرا ت از 2 تا (] می‌باشد مقدار ن) برای عمق‌های مورد نظر از رابطه راس محاسبه می‌شود. مطابق جدول غلظت مواد معلق در سطح آب ( 1 5 - ] - ۷ ) برا بر با صفر و در ارتفاع از مبنا ( 1۱ 0.25 - 8) دارای حداکثر برابر با ری بوده و مقدار ۲ برابر با 01م 52/01 < ۲ می‌باشد. با معلوم شدن ۴ بار رسوب معلق روزانه از رابطه زیر تعیین می‌شود: لاقل / ۵۳ 4495 - (200 5) ۷ 52.02 0.0864 - 6۲0 0.0864 ح 0 همراه با جدول محاسباتی نمودار توزیع غلظت نیز به‌منظور نمایش ترسیمی روند تغییرات :) بر حسب عمق نشان داده شده است. مطابق شکل غلظت در نزدیکی بستر حداکثر بوده و در نزدیکی سطح آب کاهش می‌یاید. 0 ل0ا9 ل0ا8 0ا7 لاض لاد لا4 لاد 20 | )۲ شکل پ. ۱- نمودار توزیع عمقی غلظت و غلظت متوسط در روش راس - روش بروکس ۷ 1 (7, )۲ ول بل #گ ۹‏ 1 -------- صفحهٔ بعد -------- بیوست )۱۳ (از شکل ‎ )۱۸-۴‏ 0.321- ,7 وا 200-1000 3-5 0-۷ که 2005-1000 30-۶ > 0.321۸ +72 (سرعت متوسط جریان آب) 5 > ۷-0/۸-1000/1000 1 041/007 - | ۱21 25. اقب : 0 38. 86 - )100 - ام (ست)ی دی ۳ 5 پا ۵ 6057 ؟38.86/106< ری (غلظت وزنی) ۷ 11 فا ورس و/ 7 1943 - 105 3.886 1045 ع بو 110 1/۹ ال / ۵۳ 335 - 200 ۷ 943[ ۷ 6.64 - 5.640 حول - روش لین و کالینسک 1 ۳ )0 ۷ 024 18 - مد پاش هورو - 0۳009 ۷ 7 ما ۱ 1۷۸ 1 8 5 رو/ ۸ 7 رو رت (۳:3 ۳۳۳۳۳ کل مر رود و0000 که 0.075 ۱ (/ ۵ 3140 - 200 7۷ [8.[ 6.64۷ - 6 و564 عم - روش چانگ. سیمونس و ریچاردسون 21 1 12) 9 ۷1( وکا ی > و9 ۳۹۹-5 ۸ ع 5 2 275 0-2 1 1 0321 63 2۷۷29 2 4 ما0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه [0. 02- دا و ۲-0031 || 1 - 10* 50.000 1)1 0.031 - «* 0.021( < 0.12 ۲1/5 - 3 27 04 ۵/۵ 207 - 200 0.12۷ 5.604۷ - ناو 8.64 عم - روش انشتین 30.27 ادا +( سوه ی 6و 05 ۳ 1.6610 - ۹/007 11.610 ۶لا/6-۱1۱1.6۷ (ضخامت لایه ورقه‌ای) که 2 - * 10 ۹/166 0.1110 - قگ وی (از شکل ۲۲-۵) 5 << بر 5 | بر4 ۸ - 0 2005 ۸ 0 5 ۶ را و 2.5104 ۵ 2.210 -* 10 20.11 > م20 <8 ند سس 1 ۱03 2302 0 .0.00012 0.0710۶ 11.6 مه 1 - 3/5 0.592 ع م0 ۷( / 200-0 0.592۷ 8.64۷ - تاو ۷ ۹064 ع ۷ در جدول (پ. ۳) مقادیر به‌دست آمده از روش‌های مختلف به‌همراه غلظت متوسط جریان ) درج شده است: جدول پ. ۳- مقایسه مقادیر بار معلق روزانه به دست آمده از روش‌های مختلف مقدار ۲ از رابطه رچ/,11.5770- ۲ تعیین می‌شود که در آن ۴ برحسب 00۲۱ و و ( «(70۳/2) و 0 بده روزانه ( ۵ ) می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- مطابق مندرجات جدول مقادیر ارزیابی شده از روش‌های راس» بروکس و لین و کالینسک هم‌خوانی بیش‌تری نسبت به روش انشتین و چانگ دارند. در روش انشتین و چانگ مقدار بار معلق به‌طور محسوس کم‌تر از روش‌های دیگر است. انشتین نیز ارزیابی دست‌پایینی را نشان می‌دهد. در عمل دقت روش‌های محاسبه بار معلق از مقایسه با اندازه‌گیرهای میدانی مشخص می‌شود. پ. ۲- مثال کاربردی ۲ تعیین غلظت مبنا برای رودخانه مفروض مشخصات هیدرولیک جریان؛ خصوصیات دانه‌بندی و ویژگی‌های فیزیکی آب در جدول (پ. ۴) ارائه شده است. غلظت مبنا را براساس روش وان‌راین تعیین نمایید. جدول پ. ۴- خصوصیات هیدرولیک جریان» دانه‌بندی و مشخصه‌های فیزیکی آب در مثال کاربردی ۲ ویسکوزیته بگالی 8 : تآب بده جریان عرص محصوص 9 سقوط دانه ۳ تا اس : 2 سینما تیکی دانه‌ها د. صد د. صد رودخانه در واحد عرص رودخانه ر رسوب ر جربان 3 9 1 ۹/1 0 1117 ک 1117 1/9 1 12/5 ۳ 7 سا 1 11 1.5 رهگ و 0. 01 - .0 +1 ۹ [. 10- * تشک ل 03 مرو - 3 "5 دگل رن - 0 ۷ ۱0 1212 120 1 - (پک شک )وما 18 -(کم)وما0-18 ۰ 31.510 30190 ۶۱0۹-۳0 )ود( (از نمودار شکل (۲۶-۴) برای دمای 207 -7) را 91 14- 3 - 3.66 5025 7 0.23 233/107 - 149۳5 10.1(۳7) 0.4107 0. 3 - و03 8 7 0.4۷10 4 4 اش موم 5( 2 کل گورمو ی 1 2.3310۹ 3 ۵ مقادیر محاسبه شده برای ,۴ از روش فوق به‌صورت حجمی بوده (مترمکعب مواد رسوبی در یک مترمکعب حجم آب) و برای تبدیل آن به غلظت وزنی نظیر (138/1) لازم است ضریب تبدیل به‌صورت زیر اعمال شود: -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه (3710)۳8/1- 2.65106 0.00014<ب پ. ۳- مثال کاربردی ۳ تعیین متوسط بار معلق سالیانه رودخانه با روش تلفیفی هیدرولوزی و هیدرولیک جدول پ. ۵- داده‌های مورد نیاز برای تعیین بار معلق رودخانه در شرایط عدم وجود داده‌های آماری بده جریان سینماتیکی آب دانه‌ها , 90 در صد | سقوط دانه رسوب 0 در صد تقل ‏ رودخانه ا اج | انب ی ها ها با 30 ها جدول پ. ۶- مشخصات فیزیوگرافی و پارامترهای هیدروگراف واحد حوضه‌آبریز مورد نظر پارامتر های هیدروگراف واحد 525 مشخصات فیزیوگرافی بده ‏ | زمان وقوع بده , مدت بارش | زمان ‏ زمان ۱ اختلاف ارتفاع بلندترین و طول مساحت حداکثر حداکثر واحد تاخیر | تمرکز . پایین‌ترین نقطه حوضه‌آبریز | رودخانه ۱ حوضه آبریز 0 7 8 7 1 ۸1 7 ۸ (۹/۹) (117) (117) (11۳۲) (11۳۲) ((11) (1۱) ۹) ناش ال ح ع نس پ. ۳۲- ۹- گام‌های محاسباتی پ.۱-۱-۳- بررسی‌های هیدرولوزی با در نظر گرفتن مشخصات مندرج در جدول (پ. ۶) و با استفاده از نسبت‌های مندرج در جدول (پ. ۱۰)» شکل هیدروگراف واحد حوضه آبریز تعیین ودر زیر ارائه شده است. این هیدروگراف واحد به تبعیت از طول مدت زمان تمرکز ( 6۳۳ < م) ) شش ساعته می‌باشد. هیدروگراف واحد شش ساعته مللای لا ام 5 ۹ / ۳ ال کالم 5 0 28 26 24 22 20 18 16 14 12 1۵ 8 6 4 02 (۲۲) 1 شکل پ. ۲- هیدروگراف واحد شس ساعته برای حوضه‌آبریز مورد نظر -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۳۵( - تعیین مدت بارندگی و الگوی توزیع بارش توزیع زمانی آن یا هیتوگرام رگبار براساس الگوی 5۳5 (منحنی شکل (۳۲-۴)) مشخص و در شکل (پ. ۳) ارائه شده است. ات سح 1 2 3 4 5 6 11۲۲۱۵۳ ) ۲۱۲ ( شکل پ. ۳- الگوی توزیع بارش سس ساعته یا هیتوگرام رگبار در حوضه آبریز مورد نظر - تعیین بارندگی متوسط حوضه‌آبریز (۳) و بارندگی موثر ( . ۳ ) برای دوره بازگشت‌های مختلف کمیت سیلاب با مقدار بارندگی رابطه مستقیم دارد. مقدار بارندگی برای دوره بازگشت‌های مختلف به روش تحلیل آماری تعیین می‌شود (جزییات مربوط به تحلیل آماری داده‌های بارندگی و رگبارها در منابع مختلف از جمله [۲۹] و [۲۷] تشریح شده است). در جدول (پ. ۷) مقادیر بارندگی برای دوره بازگشت‌های ۲ ۱۰ ۵۰و ۱۰۰ سال که مورد نیاز محاسبه بار معلق سالیانه رودخانه می‌باشد درج شده است. مطابق این جدول برای تعیین م۳ (بارش موثر) لازم است ضریب جریان سطحی حوضه‌آبریز (۴) مشخص شود. مقدار ۲ با توجه به نوع کاربری اراضی و شیب حوضه آبریز برای دوره بازگشت‌های مختلف از جدول (پ. ۸) تعیین می‌شود [ ۲۹ برای حوضه آبریز مورد نظر با فرض مناطق مرتعی و پوشش گیاهی پراکنده و شیب متوسط ۲ تا ۷ درصد مقادیر ۴ از جدول (پ. ۸) انتخاب و سپس مقدار ,8 برای هر دوره بازگشت محاسبه شده است ( ۲۳ - ,۳). جدول پ. ۷- مقادیر بارندگی برای دوره با زگشت‌های مختلف برای بارش سس ساعته مقدار بارندگی موثر در هر گام زمانی (میلی‌متر) لا و او او و و و۳ 0 365 رم 38یا ۱89 ا لا ی 236 | 634 ا 264 083 ا 0۵9 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۴ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه خع ل نمتب بل هکس ال ال لا ارفی‌طروه - توزیع بارندگی موثر برای گام‌های زمانی مختلف پس از مشخص شدن م۲ مقدار بارندگی موثر در هر گام زمانی یک ساعته نیز ( رما تاوی] مندرج در جدول (پ. ۷)) براساس الگوی توزیع بارش شکل (پ. ۳) تعیین می‌شود. به‌عنوان مثال برای دوره بازگشت دو سال داریم: ۲ 3 ۳ 3 0 0.56 - 7 ۷ (6/100) -۳۵ ۱۹۵۳۷ 0 9].[ < 7 *«(17/100) - ۳۵ ۵۳۷ در 0 3.5 < 7 ۷ (۳۵)45/100 ۹۵۳۷ > ۳ ه 0 33. |[ < 7 ۷ (۳۵)۱9/100 ۹۵۳۷ 5 ۳ 0.42 - 7 * (۳۵)6/100 ۹۵۳ - ۳ 3 0.35 < 7 ۷ (۳۵)5/100 ۱۳۷ > میا در روابط فوق ]۵ مشخص‌کننده درصد بارش موثر در گام زمانی مورد نظر است که از شکل (پ. ۳) استخراج می‌شود. مقادیر بارندگی ( ریت تا وم ).با استفاده از الگوی فوق محاسبه و در جدول (پ. ۷) درج شده است. - نحوه استخراج هیدروگراف سیلاب با دوره بازگشت‌های مختلف با استفاده از هیدروگراف واحد حوضه آبریز که مقادیر ,20 (بده جریان هیدروگراف واحد) آن بر حسب زمان در جدول (پ. ۹) ارائه شده است و با در نظر گرفتن بارش موثر در هر گام زمانی (از جدول پ.۷ مقادیر بارندگی)» مقادیرسیلاب حاصل از بارندگی موثر برای هر گام زمانی (شامل (( تام( مندرج در جدول (پ. ۹)) محاسبه و از جمع مقادیر شش‌گانه بده سیلاب و تغییرات زمانی آن (از ۱ تا ۲۷ ساعت) و به‌عبارتی هیدروگراف سیلاب برای هر یک از دوره بازگشت‌ها تعیین می‌شود.در جدول (پ.٩)‏ مراحل محاسباتی -------- صفحهٔ بعد -------- با استف درج را ور ۱۳۷ ل (پ. ۱۰) -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه جدول پ. ۱۰- مقادیر بده جریان سیلاب با دوره بازگشت‌های مختلف برای تعیین بار رسوبی ( ۲ دوره باز (سال) ما 25 ۹۹ 1۱ 6" 99 4080 ۱۹98 409 4986 ۱۱36 316 4479 اقا ک5ف9ک با ۱78 ۱9.81 1510 1۹9 ۱0.04 1۱90 دعوم کقل ایا فلا ی 44 را ۱70 همچنین در شکل (پ. ۴) هیدروگراف سیل با دوره‌های بازگشت‌های مختلف مورد استفاده در تعیین بار رسوبی معلق (مستخرج از 500 سا _ ال ال حق ال ام 2 سل رل لتحمواال ام سا 10 لب لدب یامد سا 0-29 و مود ۳ با ۵۳-80 ی وود 2 0 130 میک 0 30 25 20 15 10 5 0 ( ۳۲ ) 1۱۳۱۵ شکل پ. ۳ - هیدروگراف سیلاب به دست آمده از روش هیدروگراف واحد برای دوره باز گشت‌های مختلف در حوضه‌آبریز مورد نظر پ.۲-۱-۲- محاسبات هیدرولیک جریان تعیین مشخصه‌های هیدرولیک جریان در شرایط عدم وجود داده‌های آماری آبدهی با استفاده از مقطع هندسی رودخانه و با بهره‌گیری از معادله مانینگ انجام می‌گیرد. در شکل (پ. ۵) مقطع هندسی رودخانه مورد نظر نشان داده شده است. معادله مانینگ برای تعیین بده جریان به‌صورت زیر می‌باشد: / / 1 (پ.۱) 2و 0-۸2 0 محیط تراد رنه خانه (شب خط نو مانییسگ باشد که برای منا -------- صفحهٔ بعد -------- پیبوست ۱۳۹ کاربردی 0.035 - ۳ در نظر گرفته شده است. با استفاده از معادله مانینگ و برای عمق‌های مختلف, مقادیر 00 و سایر مشخصه‌های هیدرولیک جریان محاسبه و در جدول (پ. ۱۱) درج شده است. مقطع جریان رودخانه کل لآ لسلب بلبلااا اس بل با با لبلب لبلب لن ۹ لا اب با لا با لد 5 5 5 5 5 0 5 1 1 شکل پ. ۵- مقطع جریان رودخانه برای تعیین بار رسوبی معلق : سطح محیط تر شعاع ۱ بده در واحد سرعت ضریب عمق عرص ۹ بده جریان : 0 ی شده مش و ع یاه نک که سس سکس دی پ. ۳-۱-۲ محاسبه بار رسوبی معلق با استفاده از شخصات هیدرولیک جریان مندرج در جدول (پ. ۱۱) و همجنین اندازه دانه‌های مواد بستر 9 خصوصیات فیزیکی برای بده‌های مختلف جریان تعیین و در جدول (پ. ۱۲) درج شده است. در جدول (پ. ۱۳) مقادیر ,۳ به‌صورت حجمی (مترمکعب رسوب در یک مترمکعب حجم آب)» به‌صورت وزنی ( 138/111 یا 07 ) و همجنین 37/1۶ معرفی شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه جدول پ. ۱۲- محاسبه غلظت مبناء رل به روش وان‌راین را رک ی کته کیک هت ی ود س بت لک 0007 705 کی 04 - تعیین منحنی سنجه‌رسوب و معادله نمایی آن تعیین بار معلق به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف مستلزم تعیین بار رسوبی معلق روزانه برای مقادیر تعیین شده در محاسبات هیدرولیک جریان (جدول پ. ۱۱) و ترسیم منحنی سنجه‌رسوب و تعیین معادله نمایی آن می‌باشد. در جدول (پ. ۱۳) روند محاسبه ,0 با استفاده از روش بروکس (معادلات ۴ ۳۷ تا ۶ ۴۰ و نمودارهای شکل (۴ ۱۷) و شکل (۱۸۴)) برای 0های مختلف درج شده است. در شکل (پ. ۶) منحنی سنجه رسوب و معادله نمایی آن با استفاده از مقادیر 0 و , نظیر از جدول (پ. ۱۳) ترسیم و درج شده است. مطابق شکل معادله نمایی 0 یک" و)(10۳/429۷) برای رودخانه مورد نظر به‌صورت زیر می‌باشد: (پ.۲) 9 ع و0 جدول پ. ۱۳- محاسبه رسوب معلق روزانه رودخانه به روش بروکس برای بده‌های مختلف جریان غلظت وزنی نظیر (0.51 05 5 . )۵ / 7. ۷/ ‏*للا‎ ۷//][* . )1۵11/4۵(( /5- ۳/3 5 ۳/2 8.9301 3.2[- 5 9.5]:-6 . : 3.05 0۹2 0.8 90304 3.2۳ : 5.7]:-03 : : 3.81 26 6.965 2.2 0: . 3.1 ]-2 . . 413 422 2.4006 8۳ 5 8. 31:-02 : . 435 576 5.0106 1۳۳ : ۱.6۱-0([ : : 452 7/6 ۱.07 3.01۱ . 2.5[:-01[ 5 5 05 2 ۹6 پارامتر پارامتر 10 0 )۱۱3:5( 10 شکل پ. ۶- منحنی سنجه‌رسوب و معادله نمایی آن برای تعیین بار معلق به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- بیوست ) ۱۴ - تعیین بار رسوبی معلق سالیانه با تعیین ,ٍل) محاسبه بار رسوبی معلق با استفاده از معادلات مختلف مذکور در مبحث ۳-۳-۴ میسر می‌گردد. در این مثال کاربردی روش بروکس به‌عنوان نمونه برای تعیین و به‌کار گرفته شده است. سایر روش‌ها نظیر روش راس» لین و کالینسک می‌تواند مبنای تعیین بار رسوبی معلق قرار گیرد. برای تعیین بار رسوبی سالیانه لازم است نخست بار رسوبی حمل شده توسط هر یک از هیدروگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت (پ.۳) 0 2 << 90 1 که در این رابطه: ز): بار رسوبی در هر گام زمانی ( /(10/42) که با قراردادن بده جریان سیلاب از جدول (پ. ۱۰) در معادله (پ. ۲) سنجه رسوب حاصل می‌شود. ,,0): بار رسوبی حمل شده توسط هیدروگراف سیلاب برای دوره بازگشت مورد نظر (101) و ۸ گام‌زمانی (/(12) می‌باشد. در جدول (پ. ۱۳) نحوه محاسبه بار رسوبی‌معلق حمل شده توسط سیلاب‌های مختلف درج شده است در این جدول الی ون,۷) معرف مقدار باررسوبی در گام زمانی و دوره بازگشت ۲ تا ۱۰۰ سال می‌باشد. با مشخص شدن ,,» متوسط بار معلق سالیانه از رابطه زیر تعیین می‌شود: 0.010 + ری 0.010 + وی 0.02 + 0.060 + 0.400 > یا (13860036) 0.01 + (592207) 0.01 + (542097) 0.02۷ + (2341602) 0.06 +(40319) 0.4۷ > یا (63743)100/2۳< 0 ذکر این نکته ضروری است که مقدار به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌ها مشخص‌کننده بار رسوبی معلق برخواسته از بستر رودخانه می‌باشد (بار معلق بستری - در خصوص جزییات مربوط به بار معلق بستری به مبحث ۲-۳ مراجعه شود) و به‌عبارتی معادلات بار معلق ارائه شده در مبحث ۳-۳-۴ فقط بار معلق بستری را ارزیابی می‌کنند. با توجه به این واقعیت که بخش مهمی از بار معلق رودخانه به بار شسته تعلق دارد (در خصوص بار شسته به مبحث ۲-۳ مراجعه شود) لذا در ارزیابی بار معلق سالیانه رودخانه لازم جدول پ. ۱۴- تعیین بار رسوبی معلق به دست آمده از هیدر گراف سیلاب‌های با دوره بازگشست مختلف و متوسط بار رسوبی سالیانه رودخانه در حوضه آبریز مورد نظر دوره برگشت (سال) ی یا سا یا مس اد ها 0 -------- صفحهٔ بعد -------- 1۳۳( در مناطق به‌خود اختصاصر متوسط بار : بار , : بار ادامه جدول پ. ۱۳- بت )0۲( 6 7 8 9 0 1 12 13 14 5 6 7 8 9 20 21 22 23 24 25 2 ۸1 با (101) مور۷) ۳0.01 ری) 4 /743 می‌دهد. در این مثال علق حاصل از مواد ب ار شسته برای شرایط و بستر رودخانه د بار معلق را 46 > 0 3 -* و0 می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست بو قرط ۱ پ. ۳ - مثال کاربردی ۲ تعیین باربستر از معادلات مختلف باربستر حمل شده توسط رودخانه مفروض برابر با ۱۳۱۵ تن در روز اندازه‌گیری شده است. بده جریان روزانه ( و0)) برابر با ۹/۳ (پ. ۱۵) داده شده است. جدول پ. ۱۵- جدول داده‌های مورد نیاز برای تعیین بار معلق رودخانه عرض 5ج | ۲ اه ها ها ها هه اه که ۵ ار ها 8 - معادله دوبویز > و0 (م7 -7)7 (* 10 0.88(3.2781.44 + 1.65 2)/ 0.443.278 1.653.278 1۹2/ 41 62) ۲-8 ۲-5۶ از نمودار شکل (۴-۶) برای 1:7 0.283 - ول مقدار ۳/1۶ 0.0181 < م7 و 3/5 15.45 <]] -1.0610/5 - ((0.018 - 125 .5)0 0.12( 0.173/0.2835) ۶و مقدار باربستر برحسب تن در روز برابر است با: 0, - )۹64001 5.45 * 21.650 *( - 0 10 - معادله شیلدز - 5 ۲ )7-7( ۰۱ 10 ۱ ۷) -1(150 : 1 + - 88 )101 3/۶ 2 1/65 0.44 /)2 1.65 + 0.888((1 4410 *(- 6/088 ۷/5۶ از نمودار شکل (۵-۵) برای 1:7 0.283 * وول» مقدار 3/۳۳۶ 0.89 م7 و و/ ی 0.0026 -[1 10 1(0.283- 65 0860/10۶2 ‎٩(/)265((]10)6088-‏ 4410 0431) < بو - ۲/5 68.9 > 0 0, -56400)68.9< 21.65[0 *( - 12888 5 7/1 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه - معادله کالینسک ۹۳ ۵): 1050 ۱ ۵ 0.078 - 6.088/1000(۳7) - ۳۹م/7) ما 3 * 10 2.65-1(0.283) 6088/10 < 1 0)/ ۲ و - ۸/1 9.88 < و و / و 3.7310 -( 001.32( 10 0.0780.283) 9۶ لاقل / ۵۳ 1848 - (* 21.65۱0 86400)9. 88- ,0 - معادله ۷1۳۸1 (مایر - پیتر - مولر) ان ا رل و پب لا 0 ۹و1 60)ق] 7 - ؟ ار 10 0.034)0. 6-* ا(رول)0.034 - 0 و/ *ر5 4.710 - ۳[ 0.047 - (3. )7 (0.022/ 000987( 831۳5 1(0.2- 1265 9.8) 5 بو 0 - ۱/5 1.25 > 6 0-86400125 21.6510 *(- 237 ۵ - معادله سوکلیچ 2.5 (0 - ی 7 0۵ 11 اس 15- 0.260 ع م0 ۳ و/ ور 0.129 - ۹۹۴ ار 0[ 44 ۹/0( 0.2510 65-1۹۹۶ 0.262 ع و ۳ 31/5 0.41 مرو / 5 1.5510 < (0.129- ۹043( 10۵ 447 25/265(0) > ۱و لاقل / ۱۵۵ 77 -(* 21.6510 86400041 - ,0 - معادله انشتین - براون 1 ۷0 برای تعیین سرعت سقوط دانه‌ها (: ۷) از روابط (۱۶-۶) و (۱۷-۶) داریم؛ [ - ,ت)) وو 0/8 > ۷۷ 360 360 2 توا رن دید (۱- وت6) و81 (۱- ون6)) ول -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۱۵ 5 - 2.65) 0.0002837 9.81۷ / 10۹(۶) 3.6 +2/3]-0 65 - 1([۳5 - 2.65) 00002837 ۹۶/981 10) 36۳]- 5 8 - 1([۳5 - 0.000283)2.65 9.81۷ ]0.5615 - ۷ با توجه به مقدار 1. 3- ] از نمودار شکل (۶-۵) مقدار 00 برابر با ۷۰ بوده و مقدار بار بستر برابراست با: ٩7/5‏ 20 < و -و/ 7 5( << 70 0.0003283۷ 0.036۷ > 9۵ لاقل / 1۵۳ 3732 - (* 86400)20«21.65۱0- 0 ۰ - معادله روتنر : 0 )0.778 -(0.14 + سس م ی 1 ,0)ع) | 1(03[03-,8)0] (0.14 + 5 /*(0.44 /0.667)0.000283) 1(0.44(۳7- 0.98/)9/81)2.65] ۳5( 9.81)2.65-1(0.4471) 5 9 0.4477 /0.778)0.000283- ٩1/50‏ 3.315 - * 1.25110 > و9 ال / ۵ 619 - (*21.6510 1 86400)3.3- 0 - مقایسه نتایج به دست آمده از روش‌های مختلف نتایج حاصل از معادللات مختلف در جدول (پ. ۱۶) با بار بستر اندازه‌گیری شده مورد مقایسه قرار گرفته‌اند: مطابق مندرجات جدول (پ. ۱۶) معادله کالینسک با داشتن نسبت ۱.۴ بیش‌ترین انطباق را با باربستر مشاهده شده دارا می‌باشد. معادله شیلدز مقدار بار بستر را حدود ۱۰ برابر مشاهده شده پیش‌بینی می‌کند. همچنین باربستر محاسبه شده ازمعادله دوبویز و انشتین - براون نیز بیش از دوبرابر اندازه‌گیری شده می‌باشد. از طرفی مقادیر حاصل از معادلات ۸۸1۸ و شوکلیچ به‌طور محسوسی کم‌تر از مقدار مشاهده‌ای است. برای روتنر نیز مقدار پیش‌بینی حدود ۵۰ درصد مشاهده‌ای می‌باشد. بررسی نتایج حاصل از معادلات مختلف مبین آن است که انتخاب معادله مناسب برای تعیین باربستر بدون داشتن نمونه مشاهده‌ای چندان آسان نمی‌باشد. در این مثال می‌توان معادله کالینسک را برای تعیین باربستر رودخانه مفروض (رودخانه نیوبرارا در آمریکا) مناسب‌تر از بقیه معادلات قلمداد نمود. دلیل این‌گونه تفاوت‌های فاحش در نتایج معادلات مختلف متفاوت بودن شیوه بررسی‌های آزمایشگاهی و سنجش‌های میدانی وتنوع رودخانه‌های مورد استفاده توسط محققین و ارائه دهندگان معادلات می‌باشد. از طرفی در بسیاری از موارد داده‌های آماری باربستر قلیل بوده و یا در محدوده مطالعاتی آمار اندازه‌گیری شده موجود نمی‌باشد. در -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه چنین شرایطی می‌توان با میانگین‌گیری از نتایج معادلات مختلف مقدار باربستر رودخانه را ارزیابی نمود. در جدول (پ. ۱۶) میانگین باربستر محاسبه شده از معادلات برابر با ۱۸۶۵ تن در روز می‌باشد که نسبت به مقدار مشاهده‌ای ۴۲ درصد بیش‌تر است ضمن آنکه این کمیت با بار بستر به دست آمده از روش کالینسک (به‌عنوان معادله مناسب) همخوانی دارد (بهتر است در تعیین میانگین مقادیر غیرمتعارف که مقدار بار بستر را در مقایسه با سایر معادلات به‌طور محسوس بیش‌تر (نظیر معادله شیلدز در این مثال) و یا کم‌تر (نظیر معادله شوکلیچ در این مثال) ارزیابی می کند منظور نشود). در یک تقسیم‌بندی کلی می‌توان با استناد به منابع موجود معادلات مناسب برای تعیین بار بستر را به‌صورت جدول (۱-۵) معرفضی نمود. مطابق این جدول معادلات دوبویز و شیلدز و سایر معادلاتی که صرفا به نتایج آزمایشگاهی متکی هستند برای استفاده عملی در تعیین بار بستر چندان مناسب نمی‌باشند. معادلات مندرج در جدول (پ. ۱۷) علاوه برتحقیقات آزمایشگاهی در کاربردهای میدانی نیز مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. جدول پ. ۱۷- معادلات مناسب توصیه شده برای تعیین باربستر پ. ۵- مثال کاربردی ۵ تعیین متوسط باربستر سالیانه با روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک هیدرولوژی و هیدرولیک تعیین نمایید. جدول پ. ۱۸- داده‌های مورد نیاز برای تعیین باربستر رودخانه در شرایط عدم وجود اس بای یسکوزیته | وزن مخصو چگالی قطر نظیر قطر نظیر شتاب ثقل ات آب دانه‌ها 0 در صد 0 در صد رس ماع ی موه ی و0 ۳ جدول پ. ۱۹- مشسخصات فیزیوگرافی و پارامترهای هیدروگراف واحد حوضه‌آبریز مورد نظر پارامتر های هیدروگراف واحد 525 مشخصات فیزیوگرافی بده ‏ | زمان وقوع بده | مدت بارش | زمان | زمان ۱ اختلاف ارتفاع بلندترین و طول مساحت سا سل وا تاخیر نس پایین‌ترین نقطه حوضه‌آبریز ‏ رودخانه | حوضه آبریز ً ۹ ۸11 ۲ ۸ 9 سل سا (11۳) 5 ((1۱) (۹) 200 36 36 55 ککک | کل 394 45 ککک | کل 394 -------- صفحهٔ بعد -------- پ.۱-۵- گام‌های محاسباتی پ.۱-۱-۵- بررسی‌های هیدرولوزی رودخانه مورد نظر در مثال کاربردی ۵ عینا مشابه مثال کاربردی ۳ می‌باشد. از این‌رو تمامی گام‌های محاسباتی زیر مربوط به بررسی‌های هیدرولوژی در این مثال نیز صادقق است. پ.۲-۱-۵- محاسبات هیدرولیک جریان مجددا معرفی می‌شود. جدول پ. ۲۰- مشسخصات هیدرولیکی رودخانه برای محاسبه باربستر (برگرفته از مثال کاربردی ۳) ری در اد وو یا ۱ 03 10 0 11117 ۱/5 پ.۳-۱-۵- محاسبه باربستر - محاسبه باربستر روزانه به‌ازای بده‌های مختلف جریان فیزیکی آب (مندرج در جدول پ. ۱۸) مقدار باربستر روزانه برای بده‌های جریان با بهره‌گیری از معادلات مختلف آرائه شده در باربستر از روش مایر- پیتر - مولر تعیین گردیده که مراحل محاسباتی آن در جدول (پ. ۲۱) درج شده است. جدول پ. ۲۱- محاسبه باربستر روزانه رودخانه به روش ۱1۳۸1 برای بده‌های مختلف جریان بده جریان | بر + مارا بده جریان باربستر عرض باربستر ۳ تس برسی عدد سیلدز فاکتور رپل ۱ ۰ ۱ : خا 7 روزانه در واحد عرص در واحد عرص روذحانه روزاآنه کل لش سششششششی یو -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه - تعیین منحنی سنجه رسوب و معادله نمایی آن تعیین بار بستر به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف مستلزم ترسیم منحنی سنجه رسوب بستر و تعیین معادله نمایی آن می‌باشد. این معادله نمایی با استفاده از مقادیر ر۵) و ر مندرج در جدول (پ. ۲۱) تعیین می‌گردد. در شکل (پ ب. ۷) منحنی سنحه و معادله نمایی آن نشان داده شده است. مطابق شکل معادله نمایی به‌صورت زیر است: (پ.۴) 0.2350 - ,0 0- 0.23505 8-۳-1 (3/5) 0۵49 شکل پ. ۷- منحنی سنجه‌رسوب و معادله نمایی آن برای تعیین باربستر به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌ها ین باربستر سالیانه مختلف با استفاده از معادله نمایی (پ. ۴) مطابق رابطه زیر تعیین شود: 11 (پ.۵) 0 2 ۸7 > 0 1-1 که در این رابطه زن0): باربستر در هر گام زمانی ( 1۵۱۱/42 )» بر ۵): باربسترحمل شده توسط هیدروگراف سیلاب (101) و ۸1 جدول 2« الی «00(00) معرف مقدار باربستر در گام زمانی و دوره بازگشت ۲ تا ۱۰۰ سال می‌باشد. جدول پ. ۲۲- تعیین باربستر به دست آمده از هیدرگراف سیلاب‌های با دوره باز گشت مختلف دوره برگست (سال) یا هه مک اک 07لا 32اه2 ار 99 با 72000 9889 اع با 3۹932 ای ۹94 ی 8095 ی ٩۵اه‏ 16۵۹00 وا 9819 الا 3۹64 224 با 8866 ۵088 -------- صفحهٔ بعد -------- بیوست 1۱۹ ادامه جدول پ. ۲۲- تعیین باربستر به دست آمده از هیدرگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف دوره برگشت (سال) دا ما وا ها 0 (0۳) سوه و سوه وه و با فاد اهاز 248 33333 سک ی ی ی ی ی ی ی ی 1000 0 077 9 9 09 متوسط بار رسوبی سالیانه رودخانه در حوضه آبریز مورد نظر با مشخص شدن .م0)» متوسط بار بستر سالیانه از رابطه (۲۳-۵) 0 - 0.4 )3300(+ 0.06۷ )11475(+ 0.02۷ )20802( + 0.01۷ )29612( + 0.01 )40336( (3124)101/2 > بر با توجه به محاسبات فوق متوسط بار بستر سالیانه رودخانه مورد نظر به روش ۸۸۸ برابر با ۳۱۳۴ تن می‌باشد. پ. ۶- مثال کاربردی ۶ تعیین بار کل از معادلاتن مختلف بار کل حمل شده توسط رودخانه‌ای برابر با ۱۵۲۴ تن در روز اندازه‌گیری شده است. بده جریان روزانه ( ر۷)) برابر با ‎٩۹/۳ مترمکعب در ثانیه می‌باشد. مقدار بارکل را با استفاده از معادلات انگلند - هانسن» ایکرز - وایت» یانگ» لارسن و باگنولد تعیین و با مقدار اندازه‌گیری شده مقایسه نمایید. اطلاعات هیدرولیک جریان و دانه‌بندی در جدول زیر داده شده است (توزیع دانه‌بندی بستر جدول پ. ۳۳- جدول داده‌های مورد نیاز برای تعیین بارکل رودخانه 1 وه هه هه ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۵۰ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه - روش انگلند - هانسن 1 0 25 50 ,80 ] 75( 0.00144 / 0.98۶ 10۶ 0.01351 ۳۹[ 2( 1265-1028310 9.8] مهو - ۱/5 9.63 > و9 مقدار بارکل برحسب تن در روز برابر است با: لا / 1۵۵ 1801 - (8.649.6321. 65) - 0 - روش ایکرز - وایت ۳۱ - 0 ی 0 6 ور ۷ : ۹ ۳ ما ۰/52 ۳۹[ وو۱(4- (0)ق] ۰ 50 3 1 ۱ گامول - یل ۷ 7 بل‎ 0.2583 10 ]9.8110* )2.65-1(/)10*([ ٩ - 5 درصورتی که محدوده 60 > ,یل > | باشد مقادیر هم 10 170 1 عبارتند از: بل 0.56108 - 1.00 1۶ 4 + 0.230 ۸ 6 4 ۴۹ - بر 3 - *(,ل 8 10) - بل 0۵ 2.86 <اعا براساس روابط فوق مقادیر پارامترهای معادلات عبارتند از: 5 ب 2.69 ب ۸0.23 ب ۵۶0.52 2 - [[(7 044/0283107 10)عما 32۳5 /0.98]( 1031۳5 10.283 - 9.81)265]/ 0.07805۶) مت 5 > ۳ 2 > ***[1- (0.015])0.85/0.23 > 0 980 - 0.22 00781۳5۶ /0.440.98/ 0283107 265) ح ی لاقل / 1۵۳ 1927 - (79.3 9810 8.64۱0*2. 3) < 0 -------- صفحهٔ بعد -------- بیوست ۱۵۱ - روش یانگ با توجه به اندازه دانه‌های بستر که در کلاس ماسه می‌باشد برای تعیین بار کل از معادله مربوط به نرخ انتقال ماسه استفاده می‌شود: وم 0.286 - 5435 - ۱02۴ 155 ۷5 ((ح ات ۷ + وم 0.409 - 1.799))+ 7 6 ۷-0000 / وملعنا]ً ولآ ۷ درصورتی که محدوده 0 > 0 > ۱.2 باشد مقدار ۴ از رابطه زیر تعیین می‌شود: ۷ ۷ 6 + ی _- ۷ 6 - (۵/۷* )۵2| ۷ 6 > 0.66 + (0. 06-(08)22.077| /2. 5) > ۷/۷ پارامترهای معادله پانگ عبارتند از: 00003 و 3 << شون[ - للشوم| 10 2 ایو ی 0 00144 0.95 ۷5 7 - - (0.00144 2.6۷ سس )و | < یل _ 08 ) 0038 )82 ) ۷ 82 با قرار دادن مقادیر فوق در معادله» 090 > (1. 47-) * (2 0.31 0.314۷ -03.[ 0.409۷ - 799 1) + ۷0.312 0.457 -03. 0.28601 - 435 کع ی عم 1 1950۰۰۰ - 103۳ ی ۵(۷ل / 1۵ 1567 - (0.086419509. 3) < م60 . روش لارسن )۹ 9 2 0.017< م) ا وی با فرض یکنواخت بودن اندازه دانه‌های بستر معادله لارسن به‌صورت زیر ساده می‌شود: - 150 (7/۹) 2 0.00023 - ‏را‎ ٩ -18)0.93*( 15 (۱3 - 1.49 + 4 _ 0.075 _ لا 0.038 ۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۵۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه 1+ <- 0 با قراردادن مقادیر در معادله غلظت. تم / 49.57 - 30 کل 7/6 00085 4 دی 0153 0.44 ۱ ال / 1۵ 3977 - (8.64)49.59.3- 0 - روش باگنولدز ۷ 1 (---0.01 + غ/ ۱ > 9 ۷ 120 ([احی0)) از گراف شکل (۲-۷) برای ‎1۱/٩‏ 0.98 - ۷ داریم: 3 > ره از گراف شکل (۳-۷) برای 1.3 * ۳ داریم: 5 << 0 130 با قراردادن مقادیر فوق در معادله» 9 ۱ 1 31/97 2.56۰۰۰ (شت رمو بت هو مش و )2.65-1( 75 0۱.038 لام / ۵۳ 479 - (* 7 864002.58621.6510) - 0 - مقایسه نتایج به دست آمده از روش‌های مختلف با مقادیر مشاهده‌ای نتایج حاصل از معادلات مختلف در جدول (پ. ۲۴) با بار کل اندازه‌گیری شده مورد مقایسه قرار گرفته‌اند: جدول پ. ۲۴- مقایسه مقادیر سس محاسبه شده از معادلات مختلف با مقدار مشاهده شده # در تعیین میانگین بار کل رقم حاصل از معادله باگنولد و لارسن به دلیل غیرمتعارف بودن (خیلی کم و خیلی زیاد در مقایسه با بار مشاهده‌ای) منظور نشده است. مطابق مندرجات جدول معادله یانگ با داشتن نسبت ۱/۰۳ بیش ترین انطباق را با بارکل مشاهده شده دارا می‌باشد. معادلات انگلند - هانسن و ایکرز - وایت نیز به مقادیر اندازه‌گیری شده نزدیک‌تر می‌باشند. معادله باگنولد ۷۰ درصد کم‌تر از مشاهده‌ای پیش‌بینی می‌کند و بارکل به دست آمده از معادله لارسن نیز بیش از دوبرابر اندازه‌گیری شده می‌باشد. بررسی نتایج به دست آمده از معادلات مختلف مبین آن است که در انتخاب معادله مناسب داشتن نمونه مشاهده‌ای حایز اهمیت زیادی است. در این مثال می‌توان معادله یانگ را برای تعیین بار کل رودخانه (رودخانه نیوبرارا در آمریکا) مناسب‌تر از بقیه معادلات قلمداد نمود. ضمن آن که معادلات انگلند - هانسن و ایکرز - وایت نیز از هماهنگی خوبی با مقدار مشاهده‌ای برخوردارند. دو معادله -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۱۵۳ دیگر (لارسن و باگنولد) دارای تفاوت زیادی با مقدار مشاهده‌ای می‌باشند. دلیل این گونه تفاوت‌های محسوس در نتایج معادلات استفاده توسط محققین و اد معادلات می‌باشد. از طرفی در بسیاری از موارد داده‌های آساری بار کل قلیل بوده و یا در محدوده مطالعاتی آمار اندازه‌گیری شده موجود نمی‌باشد. در چنین شرایطی می‌توان با میانگین‌گیری از نتایج معادلات مختلف مقدار نسبت به مقدار مشاهده‌ای حدود ۱۵ درصد بیش‌تر است ضمن آن که این کمیت با بار بستر به دست آمده از روش یانگ (به‌عنوان معادله مناسب) هم‌خوانی خوبی دارد (بهتر است در تعیین میانگین مقادیر غیرمتعارف که مقدار بار کل را در مقایسه با سایر معادلات به‌طور محسوس بیش‌تر و یا کم‌تر (نظیر معادلات باگنولد و لارسن در این مثال) ارزیایی می‌کند منظور نشود) در یک تقسیم‌بندی کلی می‌توان با استناد به منابع موجود معادلاات مناسب برای تعیین بارکل را به‌صورت جدول (پ. ۲۵) معرفی نمود. جدول پ. ۲۵ معادلات مناسب توصیه شده برای تعیین بارکل ۲- ۰/۰۶۲۵ انگلند-هانسن, ایکرز -وایت. لارسن, یانگ, انشتین, # باربستر از مایر- پیتر- مولر و بار معلق از روش انشتین پ. ۷- مثال کاربردی ۷ تعیین متوسط بارکل سالیانه رودخانه با روش تلفیقی هیدرولوژی و هیدرولیک هیدرولوژی و هیدرولیک تعیین نمایید. جدول پ. ۲۶- داده‌های مورد نیاز برای تعیین بار کل رودخانه در شرایط عدم وجود آمار آبدهی بسکوزیته وزن مخصوص چگالی قطر نظیر قطر نظیر شتاب ثقل سینماتیک آب دانه‌ها 0 در صد 0 در صد ر ودخانه ها اک وه هو اه ای اه ی سح جدول پ. ۲۷- مسخصات فیزیوگرافی و پارامترهای هیدروگراف واحد حوضه‌آبریز مورد نظر پارامتر های هیدروگراف واحد 5):5 مشخصات فیزیوگرافی بده زمان وقوع بده | مدت بارش | زمان | زمان ۱ اختلاف ارتفاع بلندترین و طول مساحت حداکثر سل و تاخیر اس پایین‌ترین نقطه حوضه‌آبریز سه سول ابر 0 1 1 ۸1 سر سس سوه (11۳) و سس سس و ۱ 0 200 360 360 اک 394 -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۳ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه پ.۱-۷- گام‌های محاسباتی پ.۱-۱-۷- بررسی‌های هیدرولوزی رودخانه مورد نظر در مثال کاربردی ۷ عینا مشابه مثال کاربردی ۳ می‌باشد. از این‌رو تمامی گام‌های محاسباتی زیر مربوط به بررسی‌های هیدرولوژی در این مثال نیز صادق است. پ.۲-۱-۷- محاسبات هیدرولیک جریان مقطع هندسی و جزییات محاسبات هیدرولیک جریان عینا مشابه مثال کاربردی ۳ می‌باشد که در زیر جدول محاسباتی مربوط مجددا معرفی می‌شود. جدول پ. ۲۸- مشسخصات هیدرولیکی رودخانه برای محاسبه بار کل (برگرفته از مثال کاربردی۳) 1 ۱ ۹ محیط تر شعاع ضریب ۱ بده در واحد سرعت ساسا شش ستش ای یی ۷ پ. ۳-۱-۷- محاسبه بار کل - تعیین بارکل به‌ازای بده‌های مختلف با استفاده از شخصات هیدرولیک جریان مندرج در جدول (پ. ۲۸) و همجنین اندازه دانه‌های مواد بستر و خصوصبات فیزیکی آب (مندرج در جدول پ. ۲۶) مقدار بار کل روزانه با بهره‌گیری از معادلات مختلف ارائه شده در مبحثت ۴-۶ نظیر روش انگلن‌د- هانسن, ایکرز -وایت. یانگ و ... محاسبه می‌شود. در این مثنال کاربردی به‌عنوان نمونه بار کل از روش انگلند - هانسن تعیین گردیده * معادله انگلند- هانسن: ود 1۷ 0.0135 1 5 [و5ل(1 - )8 ] -------- صفحهٔ بعد -------- بیوست (۱۳۸۲ جدول پ. ۲۹- محاسبه بار کل اس - هانسن برای بده‌های مختلف جریان بارکل در واحد عرض بده جریان تنش برشی عددشیلدر بار کل روزانه ماد ی اک سک بو 0 بلس سس قح ما 3090 تعیین منحنی سنجه رسوب و معادله نمایی آن تعیین بار کل به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف مستلزم ترسیم منحنشی سنحه رسوب بار کل و تعیین معادله نمایی آن می‌باشد. این معادله نمایی با استفاده از مقادیر ,6 ,ندرج در جدول (پ. ۲۹) تعیین می‌گردد. در شکل زیر منحنی سنجه و معادله نمایی آن نشان داده شده است. مطابق شکل (پ. ۸) معادله نمایی بار کل به‌صورت زیر است: (پ.۶) 7.3990 -< 0 4 )و0 9 - 3 040 ) ۳3 /٩( شکل پ. ۸- منحنی سنجه رسوب و معادله نمایی آن برای تعیین بار کل به دست آمده از هیدروگراف سیلاب‌ها یین بار کل سالیانه در این مثال کاربردی روش انگلند - هانسن به‌عنوان نمونه برای تعیین ,) به‌کار گرفته شده است. سایر روش‌ها نظیر روش یانگ, ایکرز - وایت و غیره می‌تواند مبنای تعیین بار رسوبی کل قرار گیرد. برای تعیین بار کل سالیانه لازم است نخست بارکل حمل شده توسط هر یک از هیدروگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف با استفاده از معادله نمایی ارائه شده مطابق رابطه زیر تعیین شود: -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۵۶ که ۹1 ۷ ): بار رسوبی کل در هر گاه ی (/(02) می‌باشد. در جدول شدن 0 متوسط بار پس (1۱*)517237( جدول پ.۳۰- 3 اب ی لا با ما (10) نو 2* ۸1 < و۷ ون ری 0۰010 0 راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر 1 2 ۵ : 1-1 زمانی ( 10۳/42 ) و پ۷): بار رسوبی کل حمل شده توسط هیدروگراف سیلاب (1011) اد (پ. ۳۰) نحوه محاسبه بار رسوبی کل حمل شده توسط سیلاب‌های مختلف درج شده اس نر سالیانه از رابطه زیر تعیین می‌شود: 0 + (399722) * 0.01 + (297753) * 0.02 + (300 81 1 * 0.06 +(64102) 0. 4۶ - (51643)100/۷7 - عیین بار رسوبی کل به‌دست آمده از هیدرگراف سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف و متوسط بار رسوبی کل سالیانه رودخانه در حوضه آبریز مورد نظر دوره برگشت (سال) شا الا 25 | 50 ]| 100 و9 مس9و ی و9 ی م0 ی م9 س کا ا دب دا شا 62 ک0 با الق 00 از ال ی 89 288 3593 424 2۹40 031 13192 ۱۳/08 2214 ۱۹30 30397 411078 ۱0098 2559 460901 6)2064 475 11325 32031 52603 706018 90 1۱0095 4604 602954 1461 774 22014 4 [36 41534 603 57617 ۱6309 266 35959 460530 341412 1598 21402 27773 5۹35 ۱۹3 ۱۹5 ۱0256 2092 239 ( 1۹8 ۱۹۹4 ۱35 ۱۹9 الا مک ای ایا دا از ۱17 64019 181۱300 زر ۸ 399022 517 0.0۱04 پسی0۱2۹0 ی ۱060 جی 04 م60 516043 (1۵:/۲) 7 0 و9 ۸1 ٍ 0۳ ٍ 0 ٍ 0 -------- صفحهٔ بعد -------- منابع و مراجع ۱۵۷ منابع و مراجع ۱- بانک آمار و اطلاعات ایستگاه‌های آب و هواشناسی کشورء دفتر مطالعات پایه منابع آب» (تماب سابق) وزارت نیرو (۱۳۷۱). ۲- «برنامه‌ریزی آزمایش‌های رسوب»» نشریه شماره ۲۲۲ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهور, (۱۳۸۰). ۳ بهادری» فیروز» «اصول و مبانی برداشت شن و ماسه از رودخانه‌ها» دفتر مهندسی رودخانه» سواحل وکنترل سیلاب» شرکت مدیریت منابع آب ایران» (۱۳۷۹). ۴ بنی‌حبیب. محمدابراهیم» «زبری هیدرولیکی جریان با غلظت بالای رسوب»» مجموعه مقالات دومین کنفرانس هیدرولیک. تهران» (۱۳۷۸). ۵- بنی‌حبیب» محمدابراهیم» «علل طغیان رودخانه با جریان غلیظ»» محموعه مقالات چهارمین سمینار مهندسی رودخانه» اهواز, (۱۳۷۵). ۶- بنی‌حبیب» محمدابراهیم, معصومی, ابوالفضل, «اثر غلظت بالای رسوب بر طغیان رودخانه‌هاء مطالعه موردی رودخانه ماسوله» مجموعه مقالات دومین کنفرانس هیدرولیک ایران» تهران» (۱۳۸۷). ۷- «راهنمای ادوات نمونه‌برداری بار رسوبی رودخانه‌ها»» نشریه شماره ۰۱۴۶ طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور - وزارت‌نیرو (۱۳۸۳). ۸- «دانه‌بندی رسوبات درشت‌دانه»» نشریه شماره ۲۰ (۱۳۷۶)» طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشورء وزارت نیرو. ۹ مصباحی, جمشید. چیتی, محمدحسن, « فرهنگ مهندسی رودخانه». طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور - وزارت‌نیروه (۱۳۷۷) ۰ «راهنمای تعیین عمق فرسایش و روش‌های مقابله با آن در محدوده پایه‌های پل» نشریه شماره ۲۶۰ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهورء (۱۳۸۱). ۱ «راهنمای عملیات صحرایی نمونه‌برداری مواد رسوبی رودخانه‌ها و مخازن سدها» نشریه شماره ۳۴۹ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهورء (۱۳۸۶). ۲۳- «راهنمای تعیین غلظت نمونه‌های رسوبات معلق رودخانه‌ها»» نشریه شماره ۲۰۵ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی ریس جمهور؛ (۱۳۷۹). ۳ رنجبر تکلیمی» محمد باروت کوب آاحدء بهادری» فیروز»«روش‌های نوین ارزیابی رسوبات رودخانه‌ای»» پروژه پژوهشی, دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین‌طوسی, دانشکده عمران (۱۳۷۱). ۴- «راهنمای تعیین منحنی بده - اشل رودخانه با استفاده از روش انشتین - بارباروسا»» نشریه شماره ۱۵۶ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهور» (۱۳۷۵). ۵- «راهنمای مطالعات فرسایش و رسوب در ساماندهی رودخانه‌ها»» نشریه شماره ۲۸۲ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهورء (۱۳۸۶). ۰ بام ۵ ها ,1۵۵0 ۸00۵ 51۳۵۵ اهاسسااه 1۵ ۳3۹00 امع 50 ,(1978) بل وهی -16 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۵۸ راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر رودخانه عه با ,0۵۱0۳1 |۵۵ ۷۱۵ص هه اجه رز کعزا۵۵ ۱1۷۵۲ ,(1993) .ل ۱0 200 بش 3۵0۳۱ -۱7 0 ۸3001۵ ,ق51۳۵ اهاسااه 1۵ ۲۵۵۵۵۵۲۲ ۹۵1۵۲ ,(1978) بل ,۷۵۳۰۹۵۵۵۵ لا ۹10 ۰ ,ا۵ ۵۵ ۲۳۸1۵۳1۳۵۲۰ ۸۲۵۵ 110۷ اع۵00ط ص006 ۵۲ کوزا۵۵ ۳۷۵۳ 1۳۵ ب(0999) با ,۵۹۵۵ -18 1 1 ,۹2۵00 116 ان 05 ۵۷۵۵ ۷1۳۵ ۵۹ع1۳د ان کماص۵ ۹ ,(1958) با ۱.1 بفا۵ ۲۳۵۱۵۳۵۰۵ ۰ .0 ,123 |۷۵ بب۵ق ۳ [ 0 یمک بش۸ 1۳۵۵ 10 بحا ب 1۵۵۵ 1۳۵۳۵۵0۲ ب0۷۷ ۲ .0 006 |11 ۷00۵۳ ۱1۷۵۵0۵ معزام‌مش اه 00 110 ,(1964) ۰ ۷۰ ,0 -19 ۰ 060106121 کل] بداع مها باه ۵ ۱۱ 200 م۹" ب(1967) ,0.۵ بصماکمطات) -20 ۵۰ ,1۳۵6 31311 ,1 ۳۵۵20 ۲۷۵۳ 200 بومام ام م0 ,(ر2005) بل جنشت -ا2 ۰ 1 فاد 3۵۵ ۳0۵00 اممصصالهد اه کعلا۵۵ 11۵ ,(1984) ۷۷.11۰ ادن -22 ,۳۵۵۵ 171۷0311۷ ,قاط آهمی 200 ۲۱۷۵۳ ان ۳۳۵۵00 ,(0990) ۳۰ ما۳۵ ۵۳۵ ۹۰۷/۰ ,|ام ]۱ -23 ۳۵ 60۵۰ ۲۳۷0 ۱/111۵ - م۵ بل 1۳۵۳۵00 اعد ,11۵۳۷ اعصصهدش 0۵000 بر973ل0) ۵ ۳ 110000 24 1 ۳ 106 ۳۵۰ 11۵ ,0۵16018 ۲۱۷۵۲ 0۲ کعام ۲۳۱۵ ,(1983) ۳۰ ۳۰ 72086 ت25 0۲ 1002711 با اهاز ۵0 200 ۳۵0۵00 الک بر2002) لا ب 0 0ممعمقا -26 1۹۸ ۰ ۵ ۲۵0۴ |1111 0۲3۳ ۷۵ ب 001 1۵۳ ۱1۵۵۱ ,(1975) کلظ بعاقن] -27 ۰ ] ,0۵ 800 |1111 - ۷/0۵ ,امه کم هم اد ۷۷ بر0984) بط[ ۳۳۵۵۵۶ بکا بط باق -28 1111۱ - ۱۷1007۵۳ ,110010 رامش" ,(1998) ۷ ,0 ۷۷ با ,۷5و۱۵ بط 10 ,۱1۵101 -29 ۰ 310۷۷ ,۲۵۳۳۵۰ ۰ ب.ل. ۲ ,11۵ ۳۳۵11۵ ,00 00 ۸۱۷۵۳ ,(1986) 5 بص۳۹ -30 ۳۵۰ ۳۳۵۵۰ ۳۵۳۵۵00 |۵۵ ۵۵۵۶ ۱۵۵۵" ,(1976) بل م۸ ۸۵۵۵۹ -31 ,110۳۹50 ,۹1۳۳۵ ۷۵۵۵|۱۵ 1۵ عخم مه ۸۷۵۲ ,(1986) یگ ,۴۹۵۳۵۹ 320 0 6۷1۳۵۳۲1۵ 200 ۷۵۳۵11۵ ۷۱۳۵۵۵۰ ۲۱۷۵۲ عطا 1۵ 5اه 11 ,(1983) ۳۷۷۰ ۸1۳۵۲۵0۵ -33 0۰ ,۵ 0اا0) ۳۵۲۲ ,۲0۳۵100۳۵110۵ 1 ]1۵10۲1۵ 0۳۵۱۷۵ آ۵ 0۵0۲ ب4ا بط 11 |۷۵ ,۱۵0۵ ۸۷۵۲ ب(1972) 11.۷۷ خاک ت34 ۰ . 010۳۵00 بفطزاام) ۰ 16 داد ۵۵۵ او ماممط) امممحمد ملک بر1994) ۳۰ سک تمه .ظ 0 ,خصم نگ -35 ]۳۵ ,50۵ عک ۷۷:۱ صط0ل ۲1۵ ۵۵0 مادم 1۵ 1۳۵۹۵0 اصع مگ ب(1987) کل ,110۵۳۵ -36 0 16 1۵۲ 00166 فد | بناک۸ 1۳۵ امه ۹۵1۵10۵ ب(1977) ۷۰ بش۸ ,۷/۵۵۵ -37 ۰ ب۱10۷ ,56010121100 00 ۱۷/1۵۵۱ ۳۵ 0۶۲ ۰ 11۷۵66 11ع1 , او ۵۹ 1۳۵۵00 5001601 اه [( ۷/۵۵۵ ,(1986) معا ,۱۵ ۷۵۵ -38 او 1 1۱ 1 ",502۵ آدادده 200 دعندماایه ,۳۷۵۳۰ 1۵ 1۳۵۳۹00۳۲ 5601001 اه فعام م۳۱ ,(1990) مک سا بحززها ۷۷/۵۵ -39 ۰ م6 101 .11۷۵۲۵165 ۰ الا ,۵ 800 |1111 - ۱0۵ 1۳30800 501001 ,(1996) 1۰ م۷ -40 |[116۳۵110۵ ,۲۵۲۳|۵۵ 1۳۵۳۵۵۵۲۲ 500161 ۵۲ ارام هام۸" ,(2001) ب) ,110۵06 800 ما ,۷۵۶۵ -4۱ 335-۰ .3,00 0۰ ,16 |۷۵ بل ها امع 50 اه م0( 7۲ ۳۵ کل ,0051۸۳52-1 1۵۳۲ افبسق۵س کفنا" ,(2000) ۳.۵ ,بقع واگ 800 با بت ,۷۵۵۵ -42 ۰ 10۷60۳ ,10012۵110۰ -------- صفحهٔ بعد -------- آ0 1۹۵۶ 1۹12۳16 5 20 ۳۱21۵2 ۹۳۳12۱ ۲۵۹۲ ۳۳۵۱۵۲ ۱۷۶۵ 1و 621012110 107 1061106ع) 1و 01-1020م1 200 41604-1020 ‎٩۷:0۸ 5 ۲۷۵.590 ۷( 0۴ ۱111۹1۷ 0 51۳316816 1۵۳ اام1 01 01116 [ 1661102 200 ۳۵2166۲1۵8 ۵ ۳۵۲ 5 ]16011162 01 61 02711ع2] 7 م0 ۷۷/۵12۳ 1۵۳ ۲0۳116۲12 نانمس فا 32 2012 -------- صفحهٔ بعد -------- این نشریه با عنوان «راهنمای محاسبه بار رسوب معلق و بستر» اصول و مبانی حاکم بر فرآیند انتقال رسوب و به‌ویژه عوامل هیدرولیکی تاثیرگذار بر کمیت بارمعلق و باربستر حمل شده توسط رودخانه‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد. به‌منظور تعیین کمی بار رسوبی و استفاده از آن در عرصه‌های کاربردی, ضمن معرفی ساختار معادلاات و روش‌های نوین و متداول ارائه شده توسط متخصصین مهندسی رسوب و به‌کارگیری تجارب مطالعاتی و میدانی حاصل از رودخانه‌های کشورء با درج مثال‌های تجربی نیز راهکارهای پایه‌ای برای محاسبه بارمعلق» باربستر و توصیه روش‌های مناسب محاسبه بار رسوبی برای رودخانه‌های مختلف در بازه‌های کوهستانی» شریانی یو