تحلیل هیدرولوژیک پایداری بستر رودخانۀ مسیل‏موچان آستانه- استان مرکزی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکدۀ علوم ‏زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 دانشجوی کارشناسی‏ ارشد ژئومورفولوژی، دانشکدۀ علوم ‏زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

رودخانه یک پدیدۀ دینامیک است که مدام تغییر می‌کند. برآورد مقاومت ذرات رسوبی در مقابل فرسایش سبب شناسایی نقاط پایدار و ناپایدار در مناطق مختلف بستر رود خواهد شد. منطقۀ مطالعه‌شده رودخانۀ مسیل‏موچان در شهرستان آستانه است. این تحقیق با هدف بررسی آستانۀ حرکت فرسایش و رسوب‌گذاری ذرات و پایداری رسوبات در چهار مقطع از بستر این رودخانه بررسی شد. در ادامه، به منظور بررسی تنش برشی بحرانی و دبی واحد بحرانی، چهار اندازۀ ذره با قطر D16، D50، D84 و D95در همۀ مقاطع محاسبه شد. نتایج این بررسی نشان می‏دهد در زمان دبی لبالبی مقاطع عرضی شمارۀ 2 و 4، همۀ ذرات با اندازه‏های D16، D50، D84 و D95 شروع به حرکت می‏کنند و بنابراین در دبی لبالبی شرایط رسوبی بستر رودخانه تغییر خواهد کرد. در مقاطع عرضی شمارۀ 1 و 3 ذرات با قطر D84، D95و بیشتر از آنها در بستر رودخانه پایدار خواهند ماند و سایر ذرات کوچک‌تر از این اندازه شروع به حرکت می‏کنند. وجود شیب بیشتر بستر در مقاطع عرضی شمارۀ 2 و 4 نسبت به بالادست سبب شده که همۀ ذرات بررسی‌شده ناپایدار باشند. در نهایت، نتایج به‌دست‌آمده از هر دو روش تنش برشی بحرانی و دبی واحد بحرانی همبستگی زیادی با یکدیگر دارند و این خود تأییدی بر صحت استفاده از این روش‏ها (تنش برشی‏ بحرانی و دبی واحد بحرانی) برای مطالعات پایدارسازی سایر رودخانه‏هاست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Hydrological analysis of bed stability in the Masiel Mouchan River- Markazi Province

نویسندگان [English]

  • Mohammad mahdi hoseinzadeh 1
  • Parvin Gholami 2
1 Associate Professor of Geomorphology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran
2 Department physical geography، Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran.
چکیده [English]

The river is a dynamic phenomenon that is constantly changing. Estimating the resistance of sediment particles against erosion will identify stable and unstable points in different areas of the bed. Study area of this research was of Masiel Mouchan River in the Astaneh city. In this study, we investigated threshold of (transformation and deposition of bed sediments, in 4 cross sections. the critical shear stresses and the critical unit discharge calculated for four particle sizes D16, D50, D84 and D95 in all sections, and results shows, sediments in D16, D50, D84 and D95 diameter moves at bankfull discharge in sections 2 and 4, therefore sedimentary conditions of the river bed will change at bankfull discharge. At cross sections 1 and 3, particles with a diameter of D84, D95 will remain stable in bed, and other particles smaller than this size was unstable. Sediment particle are unstable in cross section of 2 and 4, because Slope of cross sections 2 and 4 are greater than 1 and 3 cross section. Finally, the results of both methods (critical shear stresses and the critical unit discharge) have high confection and confirms these methods are useful for stabilization studies in other rivers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bed stability
  • Move threshold sediment particles
  • Critical shear stress
  • critical unit discharge
  • Masiel Mouchan River
[1]. Bizzi S, Lerner D.N. The use of stream power as an indicator of channel sensitivity to erosion and deposition processes. River research and application River Res. 2015; 31(1): 16-27.
[2]. Minghui Y.U, Hongyan W, Yanjie L, Chunyan H.U. Study on the stability of non-cohesive river bank. International Journal of Sediment Research. 2010; 25(4): 391-398.
[3]. Rinaldi M, Simoncini C, Piegay H. Scientific design strategy for promoting sustainable sediment management the case of the magra river(central northern Italy). river research and application. 2009; 25(5): 607-625.
[4]. Wallerstein N.P, Soar P.J, Thorne C.R. River energy auditing scheme(REAS) for catchment flood management planning. International conference on fluvial hydraulics. 2006; 4(2): 1923-1932.
[5]. Knighton D. Fluvial Forms and Processes a new perspective. 2 nd ed. New York: Hodder Arnold Publication; 1998.
[6]. Hoseinzadeh M.M, Matesh Beyranvand S, Sadogh H, Esmaili R. Stability analysis of bed sediments by using critical bed shear stress& critical unit discharge methods (case study: lavij river). Earth science research. 2016; 8(29): 86-75.
[7]. Hoseinzadeh M.M, Esmaeili R. Fluvial concepts, forms and processes Geomorphology. 1 nd ed. Tehran: Shahid Beheshti University; 2015. [Persian].
[8]. Komar P.D. Selective gravel entrainment and the empirical evaluation of flow competence. Sedimentology. 1987; 34(6): 1165–1176.
[9]. Komar P.D, Carling P. Grain sorting in gravel bed streams and the choice of particle sizes for flow competence evaluations. Sedimentology. 1991; 38(3): 489-502.
[10]. Bathurst J. C. Measuring and modelling bedload transport in channels with coarse bed materials, in river channels: Environment and Process. 1 nd ed. Blackwell. Malden Mass;1987.
[11]. Coryat, M. Analysis of the Bank Assessment for Non-point Source consequences of Sediment (BANCS) Approach for the Prediction of Stream bank Stability and Erosion along and deformation models to predict equilibrium bad topography in river bends. Journal of Hydraulic Engineering.2014; 133(10): 1167-1170.
[12]. Nazari A, Heidari, M.M. The threshold of uniform sediment movement. Eighth Hydraulic Conference of Iran, Tehran. Faculty of Engineering, University of Tehran. 2009. [Persian].
[13]. Jahanshahi M, Stability I, Qamshi M. Investigate the threshold of motion of particle particles based on the particle velocity. Second National Conference on Integrated Water Resources Management. Shahid Bahonar University. Kerman. 2011. [Persian].
[14]. Yamani M, Rahimi M, Visi A. The morphometry and comparison of the transitions of the Arus river during the last three decades. Quantitative geomorphological research. 2015; 3(4): 74-89. [Persian].
[15]. Fouladfar H, Shafaee Bajestan M, Fathi Moghaddam Manouchehr.. Experimental Investigation and Modeling of Critical Shear Stress for Surface Erosion of Sticky Bed. Journal of Irrigation & Water Engineering. 2012; 2(8): 78-94. [Persian].
[16]. Rezaei Moghadam M.H, Servati M.R, Asghari Sarasankarood S. Analysis of the stability of the duct of Ghezel Ozan River using shear stresses Indices of relative strength of bed and field studies. Journal of Irrigation & Water Engineering. 2014; 1(1): 33-46. [Persian].
[17]. Khoshmehnejad H, Maslom Shshaki R, Najafimood M.H, Shahidi A. Laboratory investigation of incipient motion of non-cohesive and non-uniform sediments sediment in irrigation and draninage channels. Water and soil conservation conservation. 2015; 22(4): 217-229. [Persian].
[18]. Wohl E.E. Mountain Rivers. 1 nd ed. Washington. American Geophysical Union; 2000.
[19]. Julien p. Translation by Jafarzadeh M.R. River Mechanics. 3 nd ed. Mashhad. Mashhad Ferdowsi University; 2015.