به نام خدا

1. به نام خدا مدلسازي انتقال رسوب با استفاده CCHE2Dاز نرم افزار استاد: دکتر سر رشته داری لیلا بیطرف آذر 1392 1

2. ) Sediment Transportانتقال رسوب ( بار رسوبي یکی از عوامل مهم و تاثيرگذار در عملكرد هيدروليكي و ساختار ريخت شناسي رودخانه ها تلقي میشود. به علاوه اقدامات مهندسي و بهره برداري از منابع آب رودخانه ها در گروي آگاهي از كميت بار رسوبي آنها ميباشد. از طرفي روش هاي محاسباتي در مهندسي رسوب به دليل تنوع طبيعت رودخانه ها از پیچیدگی و ظرافت خاصي برخوردار است. اين واقعيت نگرشي فراگير به مقوله هاي حاكم بر فرآيند انتقال رسوب را در انتخاب روش هاي مناسب محاسباتي طلب مي نمايد. 1 2

3. گردآوري اطلاعات پايه مورد نياز در تعيين بار رسوبي رودخانه ها لازم است اطلاعات پايه موجود جمع آوري و مورد تجزيه و تحليل قرارگيرد. که این اطلاعات عبارتند از: 3

4. عوامل موثر بر انتقال رسوب عوامل مختلفي در جابجايي و انتقال مواد رسوبي رودخانه ها تاثيرگذار مي باشد. که این عوامل عبارتند از : - حوضه آبريز و خصوصيات فيزيوگرافيك آن - هواشناسي و هيدرولوژي - ريخت شناسي - دانه بندي و لايه بندي مواد رسوبي بستر و كناره ها - هيدروليك جريان - زمين شناسي - كاربري اراضي، پوشش گياهي و نوع خاك - سازه هاي آبي و اقدامات حفاظتي - برداشت مصالح 4

5. شكل هاي مختلف انتقال مواد رسوبي در رودخانه ها 5

6. Mode Of Sediment Transport 6

7. معادلات انتقال رسوب معلق يكي از روش هاي تعيين بار معلق در رودخانه ها استفاده از معادلات مبتني بر تحليل مكانيزم معلق شدن دانه هاي رسوب در جريان آب مي باشد. معادلات مورد استفاده در تعيين غلظت بار معلق رودخانه ها عبارتند از: 7

8. معادلات انتقال بار بستر و همچنین يكي از روش هاي تعيين بار بستر در رودخانه ها استفاده از معادلات مبتني بر تحليل مكانيزم جابجايي دانه هاي رسوب توسط جريان آب در بستر مي باشد. که این معادلات عبارتند از: 8

9. معادلات بار کل تاکنون معادلات مختلفی براي تعيين باركل ارائه شده است كه مقدار بار بستر و بار معلق برخاسته از بستر را به صورت يك جا محاسبه مي كنند . كه برخی از این معادلات متداول عبارتند از: 9

10. مدلسازی انتقال رسوب بررسي درازمدت و يا حتي كوتاه مدت تغييرات هيدروليكي و مورفولوژيكي در رودخانه ها بدون استفاده از مدل هاي رياضي امري تقريبا غيرممكن است. به همين خاطر هر روزه شاهد اين مي باشيم كه مدلهاي مختلف با توانمندي هاي بسيار بالا توسعه داده مي شوند كه هر كدام در نوع خود از روشهاي عددي خاص جهت تحليل فرآيندهاي هيدروليكي و رسوبي استفاده مي كنند. در حال حاضر مدل های مختلفي در زمينه شبيه سازي هيدروديناميک و انتقال رسوب در كانال هاي روباز توسعه داده شده است. 10

11. CCHE2D Software یک مدل هیدرودینامیکی برای جریان در کانالهای باز بصورت جریان آشفته CCHE2Dمدل غیر دائمی و شبیه سازی انتقال رسوب بوده که در مرکز ملی مهندسی و علوم هیدرولیک محاسباتی در دانشکدۀ مهندسی دانشگاه می سی سی پی توسعه یافته است. یک مدل دوبعدي متوسط گيري شده مي باشد كه براي هر دو حالت جریان CCHE2Dمدل ماندگار و غيرماندگار قابل استفاده است. از روش سطوح خشک براي شبيه سازي جريان هاي غيرماندگار و حركت مرزهاي آن استفاده مي كند. 11

12. CCHE2Dمعادلات حاکم در مدلسازی عددی بر مبنای معادلات ناویر استوکس بعنوان یک مسئله مقادیرCCHE2Dدر مدل اولیه و شرایط مرزی صورت می گیرد. کاربران بایستی شرایط اولیه و مرزی را در مسئله تعریف نمایند. براي حل معادلات حاكم از روش المان موثر (نوعي از المان محدود) و حجم كنترل استفاده ارائه گردید. و از الگوی با هم گذاری Wang & Wuمی شود. این روش در سال 1992 توسط روش اجزاء محدود برای گسسته سازی سیستم معادلات ریاضی استفاده شده است. برای شبیه سازی و تاثیر آشفتگی از تنشهای رینولدزی بر مبنای فرضیۀ بوزینسک CCHE2Dمدل استفاده می کند. علاوه براین برای تعیین لزجت مدل از معادلات توربولانس صفر معادله ای و همچنین از معادلات توربولانس دو معادله ای استفاده می کند. 12

13. CCHE2Dفرآیند شبیه سازی در 13

14. CCHE2Dمدلسازی انتقال رسوب در از چندین معادلۀ تجربی انتقال رسوب استفادهCCHE2Dبرای مسئله انتقال رسوب مدل می کند. ظرفیت انتقال رسوب با استفاده از معادلات: ون - راین (1984)، وو و همکاران (2000)، گاربخت و همکاران (1995)، معادلۀ اصلاح شده ایکرز - وایتSEDTRAمدل نمونۀ (1983) و معادلۀ اصلاح شدۀ انگلند - هانسن (2000) تعیین می شود. تاثیر جریانات ثانویه شبیه سازی CCHE2D بر جریان اصلی و انتقال رسوب در کانالهای انحناء دار نیز در مدل می گردد. 14

15. CCHE2Dقابلیت های مدل الف- مدلسازی عددی جریان به همراه رسوب: . CCHE2D بررسي عددي الگوي جريان آب و رسوب در محل تلاقي رودخانه ها با استفاده از مدل • (1391) • مطالعه هيدروديناميكي الگوي جريان آشفته و پديده انتقال رسوب در رودخانه كارون با استفاده از مدل عددي دو بعدي. (1387) • برآورد روند رسوب گذاري در مخزن سد با استفاده از مدل هاي دو بعدي و شبه دو بعدي (مطالعه موردي : سد مخزني شهريار). (1390) . (1387)CCHE2D• شبيه سازي و تحليل پارامتريك عمليات فلاشينگ سد سفيدرود با استفاده از مدل •Numerical Simulation of SedimentTransport and Morphological Change of JiJi Weir Reservoir. (2009) •FLOW SIMULATION FOR LAKE HARAPAN USING CCHE2D – A CASE STUDY. (2011) •River Channel Change Simulation of KhoshkeRudFarsanRiver and Bank Erosion Process Using a Numerical Depth Averaged Model, CCHE2D. (2012) 15

16. CCHE2Dقابلیت های مدل ب- مدلسازی جریان در خمها: •Modeling Sediment Transport in Sine-Generated Meandering Channels .(2013) •Sensitive Analysis of Calculated Mesh for CCHE2D Numerical Model. (2012) •Estimation of Sediment Transport in Rivers Using CCHE2D Model (Case Study: Karkheh River). (2013) 16

17. CCHE2D–GUIمحیط نرم افزار 17

18. CCHE2D–GUIمحیط نرم افزار 18

19. CCHE-MESHمحیط نرم افزار 19

20. CCHE-MESHمحیط نرم افزار 20

21. The End