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 رودخانه‌ها، تقسیم بندی انواع رودخانه‌ها، نرم‌افزارهای تخصصی، مدل سازی ریاضی و مسائل زیست محیطی است.
مقدمه
مهندسی رودخانه شاخه‌ای از مهندسی آب است که به بررسی و مدیریت سیستم‌های رودخانه‌ای می‌پردازد. این دانش به‌منظور بهبود وضعیت رودخانه‌ها و استفاده بهینه از منابع آب، از تکنیک‌های مختلفی برای برنامه‌ریزی، طراحی و اجرای پروژه‌های مختلف بهره می‌گیرد. از جمله این پروژه‌ها می‌توان به شبکه‌های آبیاری و زهکشی، سیستم‌های تولید و انتقال نیرو و حفاظت از مناطق مسکونی و صنعتی در مجاورت رودخانه‌ها اشاره کرد. با افزایش تقاضا برای آب و افزایش فعالیت‌های عمرانی در نزدیکی رودخانه‌ها، نیاز به دانش و تکنولوژی مهندسی رودخانه بیش از پیش احساس می‌شود.
یکی از مباحث اصلی در مهندسی رودخانه، مورفولوژی رودخانه‌ها است. این مبحث به بررسی شکل، ابعاد و ویژگیهای هیدرولیکی رودخانه‌ها می‌پردازد و نحوه تغییرات آنها را در طول زمان و تحت تاثیر عوامل مختلف طبیعی و انسانی تحلیل می‌کند. شناخت دقیق مورفولوژی رودخانه‌ها به مهندسان کمک می‌کند تا بتوانند رفتار رودخانه را پیش‌بینی کرده و راهکارهای مناسبی برای مدیریت و کنترل آن ارائه دهند. تقسیم‌بندی رودخانه‌ها از نظر سن زمین‌شناسی، شکل ظاهری، هیدرولیکی و پایداری نیز از مباحث مهمی است که در این جزوه به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است.
استفاده از مدل‌های ریاضی و نرم‌افزارهای تخصصی یکی دیگر از ابزارهای مهم در مهندسی رودخانه است. مدل‌سازی ریاضی به مهندسان این امکان را میدهد که رفتار جریان آب و رسوبات را در شرایط مختلف شبیه‌سازی کرده و تاثیرات سازه‌های هیدرولیکی مختلف را بر روی رودخانه‌ها بررسی کنند. نرم‌افزارهایی مانند HEC-RAS، MIKE 21 و CCHE-2D از جمله ابزارهایی هستند که در این زمینه به کار می‌روند. این مدل‌ها با تحلیل دقیق داده‌های محیطی و هیدرولیکی، به بهبود طراحی و اجرای پروژه‌های مهندسی رودخانه کمک می‌کنند. همچنین، مسائل زیست‌محیطی و کیفیت آب نیز بخش مهمی از مهندسی رودخانه را تشکیل می‌دهند 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 مؤثر 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 مرسوم‌اند. 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 مؤثر بر مورفولوژی رودخانه می باشند.