مقایسة نتایج مدل ریاضی رسوبگذاری در مخزن سد علویان مراغه با داده‌های آبنگاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشکدة مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران-آب، دانشگاه تبریز

3 استادیار دانشکدة مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

چکیده

رسوبگذاری در مخزن سد نه تنها سبب کاهش ظرفیت و عمر مفید مخزن می‌‌شود، بلکه ضمن ایجاد اشکالات عدیده در باز و بسته کردن دریچه‌های عمقی و نیمه عمقی سد، موجب افزایش سطح مخزن و مآلاً افزایش تبخیر و تلفات آب می‌شود. این مسائل، اهمیت بررسی پدیده انباشت رسوب در مخازن جهت پیش‌بینی نحوة توزیع رسوب و ارائه راهکارهای مدیریتی در کنترل مخازن را کاملاً مشهود می‌سازد. مدل‌های ریاضی یکی از ابزارهای مهم برای پیش‌بینی مقدار رسوبگذاری در مخازن سدهای ذخیره‌ای و برآورد عمر مفید آنهاست. این مدل‌ها مبتنی بر تحلیل معادلات حاکم بر پدیده‌های مؤثر در انتقال، توزیع، انباشت و آب شستگی رسوب می‌باشند. در مقالة حاضر، بعد از واسنجی مدل Gstars3.0 به کمک داده‌های آبنگاری مخزن سد علویان مراغه، نمودارهای حجم- سطح- ارتفاع و نحوه رسوبگذاری در مقطع طولی و مقاطع عرضی برای حالتهای بستر اولیه، آبنگاری شده و نتایج حاصل از تحلیل پدیده رسوبگذاری به کمک مدل برای یک دوره 50 ساله ترسیم و مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته و عمر مفید مخزن برآورد شده است. نتایج محاسبات بیانگر آن است که پس از طی 50 سال، حجم رسوبات انباشته شده در مخزن به حدود 15 میلیون متر مکعب بالغ می‌شود که تقریباً معادل 25 درصد ظرفیت مفید مخزن است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of a Mathematical Sedimentation Model Results and Hydrographically Measured Data in Alavian Dam Reservoir

نویسندگان [English]

  • Yousef Hassanzadeh 1
  • Atabak Feizi khankandy 2
  • Mohammad Tagi Alami 3
1 Prof. of Civil Engineering, University of Tabriz
2 MSc. Grduate ,Dept. of Civil Engineering, University of Tabriz
3 Assis. Prof. of Civil Engineering, University of Tabriz
چکیده [English]

Sedimentation in reservoirs not only reduces the storage capacity but also decreases the useful life of the reservoirs. It also creates problems in operation of bottom outlets and increases, the reservoir surface area and the evaporation loss. To alleviate these problems, it is necessary to investigate the sediment deposit distribution in an attempt to make predictions of that the process possible. Management measure are also required to control reservoir sedimentation. Mathematical models are used today to evaluate reservoir sedimentation rates and to predict the reservoir useful life. These models are based on the analysis of equations governing sediment transportation, distribution, deposition, and scouring. In this study, the hydrographical measured data obtained from Alavian Dam in Maragheh are first used to calibrate the mathematical model. Then, the Volume-Area-Height variation graphs and the manner of sedimentation along longitudinal and transversal sections are plotted, compared, and evaluated for the pre-sedimentation, post-sedimentation stages and the mathematical model results for a period of 50 years. The results obtained from this study shows that after 50 years of reservoir operation, the sediment deposit volume in the reservoir amounts to about 15 MCM, which accounts for 25 percent of the reservoir active capacity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • mathematical model
  • Reservoir Sedimentation
  • Alavian Dam
  • Gstars3.0 Model
1- شفاعی بجستان، م. (1384). هیدرولیک رسوب، انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز.

2- صمدی بروجنی، ح.، و موسوی، س. ف. (1377). یک مدل ریاضی جهت برآورد مقدار رسوب‌گذاری در مخازن سدهای کوچک (فاقد آمار). م. آب و فاضلاب، 26، 24-29.

3- شمسایی، ا.، و چشمه کبودی، ا. (1381). پیش‌بینی عددی درازمدت رسوب در سد مخزنی اکباتان. م. آب و فاضلاب، 43، 28-37.

4- موسوی، س. ف.، حیدرپور، م.، و شعبانلو، س. (1385). بررسی رسوب در مخزن سد زاینده‌رود با استفاده از مدل‌های تجربی افزایش و کاهش سطح. م. آب و فاضلاب، 57، 86-82.

5- حسن زاده، ی. (1378). اثر رسوبگذاری در کاهش ظرفیت مخازن سدها. مجموعه مقالات چهارمین کارگاه آموزشی کمیته تخصصی هیدرولیک در سدها، کمیته ملی سدهای بزرگ ایران.

6- Cunge, J. A., Holly, F. M., and Varway, A. (1980). Practice aspects of computational river hydraulics, Rirtman, London.

7- Dawdy, D. R., and Vanoni,V. A.(1986).“Modeling alluvial channels.” Water Resources Research, 22 (9), 71-81.

8- Gill, M. A. (1983).“Diffusion model for agrading channels.” J. Hydrulic and Research Inter. Assoc. Hydrulic Research, 21 (5), 369-378.

9- Lyn, D. A. (1987).“Unsteady sediment transport modeling.” J. Hydrulic Enginnering, 113 (1), 1-15.

10- Chang, H. H., Harrlson, L. L., Lee, W., and Tu, S.(1996).“Numerical modeling for sediment –pass-through reservoirs.” Journal of Hydraulic Enginnering, 122 (7), 381-388.

11- حسن‌زاده، ی.، و اعلمی، م. ت. (1376). مدل ریاضی رسوبگذاری در مخازن سدها. م. دانشکدة فنی، دانشگاه تبریز، 18، 23-31.

12- De Cesare, G., Schleiss, A., and Hermann, F.(2001).“Impact of turbidity currents on reservoir sedimentation.” Journal of Hydraulic Engineering, 127 (1), 6-16.

13- Fox, G. A., Wilson, G. V., Periketi, R. K., and Cullum, R. F. (2006).“Sediment transport model for seepage erosion of stream bank sediment.” Journal of Hydraulic Engineering, 11 (6), 603-611.

14- Ravens, T. M.(2007).“Comparation of two techniques to measure sediment erodibility in the Fox river, Wisconsin.” Journal of Hydraulic Enginnering, 133 (1), 111-115.

15- Molinas, A., and Yang, C. T. (1998). User's manual for Gstars2.0  (Generalized Stream Tube for Alluvial River Simulation, Version 2.0), USBR.

16- Molinas, A., and Yang, C. T. (2002). User's manual for Gstars2.1 (Generalized Stream Tube for Alluvial River Simulation, Version 2.1), USBR.

17- Yang, C. T., and Simoes, F. J. M. (2002). User's manual for Gstars3.0 (Generalized Stream Tube for Alluvial River Simulation, Version 3.0), USBR.

18- Yang, C. T., Simoes, F. J. M., Huang, J., and Greimann, B.(2006). “Generalized sediment transport models for alluvial rivers and reservoirs.” US- China Workshop on Advanced Computational Modeling in Hydroscience & Engineering, September, 19- 21, Oxford, Mississippi, USA.

19- Yang, C. T., and Simoes, F. J. M. (1998). “Application of Gstars to river sedimentation studies.” 9th ISAS, Civil Engineering Department, Colorado State University, Fort Collins.

20- Yang, C. T., and Simoes, F. J. M. (2002). A numerical model for reservoirs sedimentation (Gstars3.0), Civil Engineering Department, Colorado State University, Fort Collins.

21- Yang, C. T., and Simoes, F. J. M. (1998). “Simulation and prediction of river morphologic changes using Gstars2.0.” US- China Workshop on Advanced Computational Modeling in Hydroscience & Engineering, September, 19- 21, Oxford, Mississippi, USA.

22- Cellino, M., and Essyad, K. (2002) “Reduction of sediment deposition by introducing an artificial Stony Bank.A practical example in upper Rhone river, Switzerland.” Proc. of the International Conference on Fluvial Hydrulic, Louvain, Belgium, 951-959.

23- اعلمی، م. ت.(1383). بررسی مدل‌های ریاضی رسوبگذاری مخازن و مقایسه آن با روشهای شبکه عصبی مصنوعی. پایان نامه دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.

24- تربن، س. ع. (1383). شبیه سازی رسوبگذاری در مخزن سدها با استفاده از مدل‌های یک بعدی ،شبه دو بعدی و سه بعدی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

25- منتظمی نوین، م.(1385).بررسی نحوه توزیع رسوب در سطح مخزن سد یامچی به روش مدل HEC-6 . پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تبریز.

26- مرسولی، ر.(1386). کاربرد دبی ویژه دراز مدت رسوبات رودخانه در تحلیل رسوبگذاری مخازن سدها. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تبریز.

27- روابط عمومی آب منطقه‌ای آذربایجان شرقی و اردبیل. (1385).  گزارش سد علویان مراغه.

28- شرکت مهندسین مشاور مهاب قدس.(1373).  خلاصه گزارش سد علویان.

29- فیضی خانکندی، ا. (1386). ”بررسی روند رسوبگذاری در کارایی سد مخزنی علویان با مدل ریاضی. “ پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تبریز.