کاربرد مدل مفهومی شبه‌سیال در مدلسازی انتقال بار بستر رسوبات در آبراهه‌های حاوی پوشش گیاهی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان، ایران h.riahi@vru.ac.ir

doi
10.22059/ijswr.2020.308104.668701
چکیده

مدلسازی انتقال بار بستر در رودخانه­ها و آبراهه­های حاوی پوشش گیاهی در بستر و سواحل، از اهمیت کاربردی ویژه­ای برخوردار است و پیچیدگی پدیده انتقال باربستر از درون پوشش گیاهی از یک­طرف و محدود بودن تحقیقات در این زمینه از طرف دیگر، ضرورت توسعه مدل­های مناسب را مشهود می­سازد. به همین منظور در این تحقیق از مدل مفهومی شبه­سیال در ترکیب با معادلات تنش برشی و مقاومت بستر جریان از درون پوشش گیاهی استفاده شده است و مبتنی بر تحلیل احتمالاتی انتقال باربستر، مدلی برای انتقال بار بستر درون پوشش گیاهی توسعه مدل یافته است. این مدل براساس تعریف جدیدی از پارامترهای بدون بعد شدت جریان و شدت انتقال بار بستر رسوبات توسعه یافته است که خصوصیات پوشش گیاهی را با خصوصیات جریان و رسوبات ترکیب می­کند. واسنجی توزیع احتمال تخمینی مدل و ضرایب مدل و ارزیابی دقت آن در مقایسه با نتایج داده­های آزمایشگاهی نشان داد مدل توسعه یافته با R2=0.91 و RMSE=8.2 دقت مطلوبی در تخمین باربستر رسوبات در مطالعه موردی دارد. تحلیل پارامتریک مشخصات پوشش گیاهی و همچنین مقایسه نتایج مدل شبه­سیال توسعه یافته با مدل بار بستر پارکر (R2=0.45، RMSE=231.9) و مدل مایر-پیتر-مولر(R2=0.75، RMSE=91.9) نشان داد مدل توسعه یافته دقت بهتری در تخمین باربستر رسوبات از درون پوشش گیاهی دارد و به ترتیب 45 و 68 درصد، خطای مطلق نسبی را نسبت به آنها کاهش داده است. رویکرد توسعه یافته در تحقیق حاضر قابلیت توسعه برای تحلیل هیدرولیکی مسایل مهندسی رسوب در رودخانه را دارد.