دانلود جزوه مهندسی رودخانه
جزوه مهندسی رودخانه به بررسی فرآیندهای برنامه ریزی، طراحی، اجرا و بهره برداری از عملیات مختلف مهندسی رودخانه می پردازد. این جزوه شامل مباحثی چون مورفولوژی رودخانه ها، تقسیم بندی انواع رودخانه ها، نرم افزارهای تخصصی، مدل سازی ریاضی و مسائل زیست محیطی است.
مقدمه
مهندسی رودخانه شاخه ای از مهندسی آب است که به بررسی و مدیریت سیستم های رودخانه ای می پردازد. این دانش به منظور بهبود وضعیت رودخانه ها و استفاده بهینه از منابع آب، از تکنیک های مختلفی برای برنامه ریزی، طراحی و اجرای پروژه های مختلف بهره می گیرد. از جمله این پروژه ها می توان به شبکه های آبیاری و زهکشی، سیستم های تولید و انتقال نیرو و حفاظت از مناطق مسکونی و صنعتی در مجاورت رودخانه ها اشاره کرد. با افزایش تقاضا برای آب و افزایش فعالیت های عمرانی در نزدیکی رودخانه ها، نیاز به دانش و تکنولوژی مهندسی رودخانه بیش از پیش احساس می شود.
یکی از مباحث اصلی در مهندسی رودخانه، مورفولوژی رودخانه ها است. این مبحث به بررسی شکل، ابعاد و ویژگی های هیدرولیکی رودخانه ها می پردازد و نحوه تغییرات آنها را در طول زمان و تحت تاثیر عوامل مختلف طبیعی و انسانی تحلیل می کند. شناخت دقیق مورفولوژی رودخانه ها به مهندسان کمک می کند تا بتوانند رفتار رودخانه را پیش بینی کرده و راهکارهای مناسبی برای مدیریت و کنترل آن ارائه دهند. تقسیم بندی رودخانه ها از نظر سن زمین شناسی، شکل ظاهری، هیدرولیکی و پایداری نیز از مباحث مهمی است که در این جزوه به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است.
استفاده از مدل های ریاضی و نرم افزارهای تخصصی یکی دیگر از ابزارهای مهم در مهندسی رودخانه است. مدل سازی ریاضی به مهندسان این امکان را می دهد که رفتار جریان آب و رسوبات را در شرایط مختلف شبیه سازی کرده و تاثیرات سازه های هیدرولیکی مختلف را بر روی رودخانه ها بررسی کنند. نرم افزارهایی مانند HEC-RAS، MIKE 21 و CCHE-2D از جمله ابزارهایی هستند که در این زمینه به کار می روند. این مدل ها با تحلیل دقیق داده های محیطی و هیدرولیکی، به بهبود طراحی و اجرای پروژه های مهندسی رودخانه کمک می کنند. همچنین، مسائل زیست محیطی و کیفیت آب نیز بخش مهمی از مهندسی رودخانه را تشکیل می دهند که در این جزوه به آن پرداخته شده است.
مورفولوژی رودخانه ها
مورفولوژی رودخانه علم شناخت سیستم رودخانه از نظر شکل و فرم کلی، ابعاد و ویژگی های هندسه- هیدرولیکی، جهت و نیمرخ طولی بستر و نیز روند و مکانیزم تغییرات آن می باشد.
بررسی مورفولوژی برای درک شرایط فعلی و پتانسیل تغییرات احتمالی رودخانه در آینده ضرورت دارد و شاید تنها از این طریق است که می توان رفتار طبیعی رودخانه رانسبت به تغییرات طبیعی و یا اقدامات ناشی از اجرای طرحهای مختلف مهندسی رودخانه پیش بینی نمود.
لین براساس تجربیات خود و دیگران، عوامل موثر در تغییرات مورفولوژی رودخانه را بده جریان، بار رسوبی، شیب طولی، وضعیت و شرایط زمین شناسی بستر ( کانال آبراهه )، مقاومت جداره دیوار و کف بستر در مقابل جریان، پوشش گیاهی و عوامل انسانی مانند اقدامات و سازه های دست ساخت می داند.
تقسیم بندی رودخانه ها:
رودخانه ها را می توان از دیدگاههای مختلف تقسیم بندی نمود که مهمترین آنها بشرح زیر است:
- از نظر سن زمین شناسی
- از نظر آزادی تنظیم بستر
- از نظر شکل ظاهری
- تقسیم بندی رودخانه ها از نظر هیدرولیکی
- تقسیم بندی رودخانه ها از نظر پایداری
طبقه بندی آبراهه ها از نظر سن زمین شناسی:
دیویس (1899) رودخانه را از نظر زمین شناسی و برحسب سن و تکامل آنها به سه گروه تقسیم نموده است که عبارتند از جوان، بالغ و پیر. بطور کلی یک رودخانه در امتداد مسیر خود، ویژگیهای جوان تا پیر را نشان میدهد.
رودخانه جوان در منطقه کوهستانی با شیب زیاد و در جهتی نامنظم جریان دارد و معمولاً دارای مقطع V شکل و در حالت کف کنی است. رودخانه بالغ در دره های عریض با شیب کمتر جاری بوده و تخریب دیواره ها جانشین فرسایش کف شده و دارای بستر نسبتاً پایدار می باشد.
رودخانه پیر در دشت سیلابی عریض و با شیب بسیار کم و دارای الگوئی کاملاً بصورت مارپیچ می باشد این رودخانه ها معمولاً در مرز بستر اصلی ( مقطع اصلی ) و بستر سیلابی دارای پشته های طبیعی (Natural Levee)بوده و محدوده بیرونی آن بعضاً بصورت ماندابی در می آید.
طبقه بندی آبراهه ها از نظر آزادی تنظیم بستر:
بسیاری از رودخانه ها در فرآیند شکل گیری و انتخاب شرایط هندسی و هیدرولیکی آزاد نیستند و تحت عواملی نظیر زمین شناسی، تکتونیک و توپوگرافی محدود می باشند. شوم ( 1917 و 1984 ) رودخانه ها را برحسب آزادی تنظیم بستر به دو گروه اصلی تقسیم می کنند.
الف- رودخانه هایی که توسط سنگ بستر کنترل می شوند به رودخانه های با بستر سنگی کنترل شده مرسوم اند. این رودخانه ها از نظر شیب، راستا، شکل و ابعاد محدود هستند.
ب- رودخانه های آبرفتی که در بستری از نوع مواد آبرفتی حوزه آبخیز خود در جریان بوده و در تعادل طبیعی با متغیر های مستقل موثر بر مورفولوژی رودخانه می باشند.
