تعیین دبی مقطع پر و توان جریان رودخانه لیقوان‌چای بر اساس ویژگی-های مورفومتری کانال

نوع مقاله : علمی -پژوهشی

نویسنده

دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

ارزیابی دبی مقطع پر و توان جریان از جهت احیاء و مدیریت رودخانه بسیار با اهمیت است. در این مطالعه، ابتدا پارامترهای مورفومتری مجرا از طریق نقشه­برداری از مقاطع عرضی رودخانه و استفاده از نقشه­های موجود از مسیر رودخانه لیقوان­چای بدست آمد. سپس دبی مقطع پر، سرعت جریان، ضریب زبری بستر با استفاده از روابط مانینگ و توان جریان و توان جریان در واحد عرض رودخانه و در نهایت دوره بازگشت دبی­های حداکثر لحظه­ای رودخانه لیقوان­چای محاسبه گردید. نتایج نشان داد که مقدار دبی مقطع پر در مقاطع مختلف از 22/2 تا 14/9 متر مکعب بر ثانیه متغیر بوده و از بالادست به پایین دست رودخانه روند افزایشی داشته است. همچنین دوره بازگشت 1 تا 2 سال برای دبی مقطع پر رودخانه لیقوان­چای تخمین زده شد. علاوه بر این، توان جریان در مقاطع مورد بررسی از 39/500 تا 82/2012 وات بر متر متغیر بوده و بیشترین توان جریان مربوط به مقطع 6 می­باشد که دارای شیب و سرعت جریان بالایی است. همچنین انرژی رودخانه لیقوان­چای جهت اعمال تغییرات، در 90 درصد مقاطع مورد بررسی در طبقه با انرژی متوسط (B) قرار گرفت. بنابراین اجرای طرح­های احیاء رودخانه به­خصوص در مقطع 6 و 7 با انرژی و فرسایش پذیری زیاد، لازم و ضروری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determining Bankfull Discharge and Stream Power of Lighvan River based on Morphometric Characteristics of the Channel

چکیده [English]

Assessment of bankfull discharge and stream power is very important for the restoration and river management. Due to the high level of correlation with acceptable accuracy between morphometric characteristics of the channel and bankfull discharge so in this study, first, the morphometric parameters of the channel was measured through surveying of the 12 cross-section of the Lighvan River and then bankfull discharge, flow velocity, bed roughness coefficient were calculated by Manning equations and stream power and stream power per river width unit were estimated and finally peak discharge with different return periods was obtained to determine the return periods of bankfull discharge. The results showed that bankfull discharge was varied from 0.92 to 35.83 cubic meters per second and also stream power in the 12 cross-sections was varied ranged from 216.65 to 7374.27. The most bankfull discharge and stream power were related to cross section 9 and 2 that has been due to the connection of two branches of the river in the place of these cross sections and located of these two sections in residential area. Lighvan River energy to make changes was ranging from high (A) and medium (B). Also return periods of bankfull discharge was very varied due to changes in cross sections dimensions and its amount was not increasing trend from upstream to the downstream that shows effect of unnatural factors such as changes in vegetation and human interventions in the channel morphology of Lighvan River.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stream power
  • Unit stream power
  • Bankfull discharge
  • Lighvan River
  • Morphometric characteristics of channel
منابع
-حاجی مشهدی، س.، کرمی مقدم، ا. و نوری موسی، م.، 1388. محاسبه دبی غالب در رودخانه نرماب، دهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، 19 تا 21 بهمن 1388، کرمان.
-شادباد، س.ا.، یاسی، م. و حصاری، ب.، 1387. تعیین دبی غالب در رودخانه شهرچای، اولین کنفرانس بین‌المللی بحران آب، 20-22 اسفند، دانشگاه زابل.
-طاهر شمسی، ا. و ایمان شعار، ف.، 1385. تعیین دبی غالب در رودخانه کرج، هفتمین سمینار بین-المللی مهندسی رودخانه، بهمن ماه 1385، اهواز، دانشگاه چمران.
-علیزاده، ا.، 1386. اصول هیدرولوژی کاربردی، چاپ بیست و دوم، انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد، 946 ص.
-فیاض، ن.، اسمعیلی ورکی، م.، اشرف زاده، ا.، پورهشیار، م. و بهزاد نظیف، غ.ح.، 1390. برآورد دبی مقطع پر در رودخانه‌های شنی، مطالعه موردی: رودخانه پلرود در استان گیلان، دهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، آبان‌ماه 1390، دانشگاه گیلان.
-فزونی، س.، ۱۳۸۵. بررسی مقایسه‌ای پروفیل سطح آب و پهنه سیل با مدل‌های با بستر ثابت و بستر متحرک، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز.
-کرمی، ف.، بیاتی خطیبی، م. و رستم زاده، ه.، ۱۳۸۵. پهنه‌بندی خطر حرکات توده‌ای مواد در حوضه آبریز لیقوان‌چای، فصلنامه مدرس علوم انسانی، ویژه‌نامه جغرافیا، دور دهم، شماره ۴۸، ص ۱۲۵-۱۴۵.
-معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس-جمهور، 1390. راهنمای تعیین ضریب زبری هیدرولیکی رودخانه‌ها، نشریه شماره 331- الف، ص 1-106.
-نادری، م.، برهمندی، ن.، فریدونی، م. و منتصری، ح.، 1391. روش‌های تعیین دبی غالب در رودخانه‌های کوهستانی (مطالعه موردی: رودخانه مارون)، یازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، آبان‌ماه 1391، دانشگاه ارومیه.
-وزارت نیرو، 1389. پیش نویس راهنمای شکل هندسی مقطع و راستای رودخانه، نشریه شماره 336-الف، ص 1-188.
-Ahilan, S., O'Sullivan, J.J., Bruen, M., Brauders, N. and Healy, D., 2013. Bankfull discharge and recurrence intervals in Irish rivers floods, Proceeding of the ICE-Water Management, v. 166 (7), p. 381-393.
-Annable, W.K., Lounder, V.G. and Watson, C.C., 2011. Estimating channel-forming discharge in urban watercourses, River Research and Applications, v. 27, p. 738-753.
-Arbelaez, A.C., Elvira Guevara, A.M., Posada, G.L., Gonzalez, M.L.J. and Gallardo, B.C.A., 2007. Bankfull discharge in mountain streams in the Cauca Region of Colombia, Hydrology Days, p.189-197.
-Bagnold, R.A., 1966. An approach to the sediment 144 transport problem from General Physics, Physiographic and Hydraulic Studies of River,United States Gouvernment Printing Office, Washington, 37 p.
-Barker, D.M., Lawler, D.M., Knight, D.W., Morris, D.G., Davies, H.N. and Stewart, E.J., 2009. Longitudinal distributions of river flood power: the combined automated flood, elevation and stream power (CAFES) methodology, Earth Surface Processes and Landforms, v. 34, p. 280-290.
-Bull, W.B., 1979. Threshold of critical power in streams, Geological Society of America Bulletin, v. 90, p. 453-464.
-Chow, V.T., 1981. Open channel hydraulics. Mc Graw – Hill Limted, London, 680 p. (Edition 1959, 1969).
-Chow, V.T., Maidment, D.R. and Mays, L.W., 1988. Applied Hydrology, McGraw-Hill, Inc, New York, 572 p.
-Clifton, C., 1989. Effects of vegetation and land use on channel morphology, In: Practical Approaches to Riparian Resource Management, R. E. Gresswell, B. A. Barton, and J. L. Kershner (editors), Printed by U.S. Bureau of Land Management, Billings, Montana; U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., p. 121-129.
-Dury, G.H., 1961. Bankfull discharge: an example of its statistical relationship, Bulletin of the International Association of Scientific Hydrology, v. 6(3), p. 48-55.
-Eslamiyan, S., 2014. Handbook of engineering hydrology, modeling, climate change and variability, publisher by Taylor and Francis Group, USA, 616 p.
-Federal interagency stream restoration working group, 1998. Stream corridor restoration: principles, processes and practices.
-Hicking, E.J. and Nanson, G.C., 1984. Lateral migration rates of river bends, Journal Hydraulic Engineering, Preceedings of the American Society of Civil Engineers, v. 110, p. 1557-67.
-Ichim, I., Batuca, D., Radoane, M. and Duma, D., 1989. Morphology and dynamics of riverbeds (in Romanian), Technical Publisher, Bucharest, 300 p.
-Khaleghi, S., Surian, N., Roostaei, S. and Khorshiddoust, A.M., 2015. Driving factors of short-term channel changes in a semi-arid area (Sahand Mountain, northwestern Iran), Environ Earth Sciences, DOI 10.1007/s12665-015-4665-3.
-Klasz, G., Reckendorfer, W. and Gutknecht, D., 2012. Morphological aspects of bankfull and effective discharge of gravel-bed rivers and changes due to channelization, 9th ISE 2012, Vienna.
-Knighton, A.D., 1999. Downstream variation in stream power, Geomorphology, v. 29, p. 293-306.
-Lee Hodges, R., 2015. Bankfull geomorphic relationships and HEC-RAS assessment in small catchments of the Cumberland Plateau Ecoregion, Master of Science thesis, The University of Tennessee, Knoxville.
-Leopold, L.B., 1954. Determination of hydraulic elements of rivers by indirect methods, Geological Survey Professional, United States Gouvernment Printing Office, 32 p.
-Leopold, L.B., 1992. Sediment size that determines channel morphology, In: Billi, P., Hey, R.D., Thorne, C.R., Tacconi, P. (Eds.), Dynamics of Gravel-bed Rivers, Wiley, Chichester, p. 297-307.
-Nanson, G. C. and Croke, J. C., 1992. A genetic classification of floodplains, Geomorfology, v. 4 (6), p. 459-486.
-Petit, F., Gob, F., Houbrechts, G. and Assani, A.A., 2005. Critical specific stream power in gravel-bed rivers, Geomorphology, v. 69, p. 92-101.
-Pickup, G. and Warner, R.F., 1976. Effects of hydrologic regime on magnitude and frequency of dominant discharge, Journal of Hydrology, v. 29(1-2), p. 51-75.
-Rosca, S., Bilasco, Ş., Petrea, D., Fodorean, I., Vescan, I., 2015. Bankfull discharge and stream power influence on the Niraj River morphology, Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, v. 10(1), p. 133-146.
-Rustomji, P., 2009. A statistical analysis of flood hydrology and bankfull discharge for The Daly River Catchment, Northern Territory, Australia, National Research technical report, CSIRO Land and Water, Clayton South, Australia.
-Song, S., Britta, S. and Nicola, F., 2014. Simulation and comparison of stream power in-channel and on the floodplain in a German lowland area, journal of hydrology and hydromechanics, v. 62(2), p. 133-144.
-William, A.H., 2010. Finding bankfull stage in North Carolina Streams, N.C. Cooperative Extension Service, 4 p.
-Williams, G.P., 1978. Bankfull discharge of rivers, Water Resource Research, v. 14(6), p. 1141-1154.
-Wolman, M.G. and Leopold, L.B., 1957. River flood plains: some observations on their formation, US Geological Survey, Washington, DC, USA, Geological Survey professional paper, v. 282-C, p. 87-107.
-Woodyer, K.D., 1968. Bankfull frequency in rivers, Journal of Hydrology, v. 6(2), p. 114-142.
-www.fgmorph.com