Applying Numerical Models to Simulate the Behavior of Rivers in the Vicinity of Road

Document Type : Original Article

Authors

1 , Assistant Professor, Transportation Research Institute, Road, Housing and Urban Development Research Center, Tehran, Iran.

2 Assistant Professor, Civil Engineering Department, Pardis Branch, Islamic Azad University, Pardis, Iran.

3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.

Abstract

Construction, repair and maintenance of road and railroad infrastructures are very expensive. The exact knowledge of phenomena that damage the infrastructures, can help to manage the costs. One of the most important phenomena is flood. In recent decades, numerical modelings of occurred flood in the vicinity of roads and railways have been noted. In the present study, one and two-dimensional flow equations are presented and successful models in this field have been investigated. Among the presented models, two superior ones within
one-dimensional and two-dimensional models are investigated more accurately and finally the proposed usages of these models are presented. One of the noticeable results is that
one-dimensional models for overall analysis of a large area are very beneficial when dominant flow can be considered linearly. Although these models can calculate the effect of partial phenomena such as bridges and culverts, but if the details of these phenomenas are important for the project, it is suggested that the two-dimensional and three-dimensional softwares are used with higher capacity. Thus, using two-dimensional models such as CCHE2D, with ability of using different turbulence models and simulation the suspended load and bed load in non-equilibrium state, non-uniform and cohesion and non-cohesion sediments is appropriate. The use of introduced one and two-dimensional models for cases which are totally tree dimensional are not recommended.
 
 
 

Keywords

References

1-     
-        اسمعیلی ورکی، م.، زمانی، ا. و کاظمی راد، م. (1393)، "تحلیل شرایط هیدرولیکی جریان در بازه ای از رودخانه ناورد با استفاده از مدل­های عددی   CCHE2D و HEC-RAS"، هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل.
-        جبلی فرد، س. و احمدی، ح. (1392)، "سیستم تحلیل رودخانه HEC-RAS"، جهاد دانشگاهی امیرکبیر.
-        جمشیدی اشکلک، ر.، اسمعیلی ورکی، م. و فضل اولی، ر.، (1393)، "شبیه­سازی عددی الگوی جریان حول سری آبشکن­ها با استفاده از نرم­افزار CCHE2D مطالعه موردی: رودخانه سفیدرود استان گیلان (محدوده شهرستان رودبار)"، سیزدهمین کنفرانس هیدرولیکی ایران، تبریز.
-        رستمی، م. و عزیزیان، ا.، (1392)، "آموزش کاربردی CCHE2D در مدلسازی هیدرودینامیک و انتقال رسوب مجاری باز"، انتشارات نوپردازان.
-        رکمان­زاده, م. و باقری، ع.، (1394)، "بررسی تاثیر پل بر سیل با استفاده از نرم افزار HEC-RAS و  ArcGISمطالعه موردی: رودخانه بابلرود مازندران"، سومین همایش سراسری کشاورزی و منابع طبیعی پایدار، تهران، موسسه آموزش عالی مهر اروند، گروه ترویجی دوستداران محیط زیست.
-        زمان پور، س.، شفاعی بجستان م. و خام چین مقدم، ف. (1394)،"مدلسازی تاثیر حذف مئاندر بر الگوی جریان رودخانه با استفاده از نرم افزار CCHE2D مطالعه موردی: رودخانه کارون و حذف مئاندرهای چنیبیه و کریشان 2 واقع در پایین دست شهر اهواز"، اولین کنفرانس ملی روش های عددی در مهندسی عمران، مشهد.
-        طباطبایی نائینی، ع. (1385)،"بررسی و کاربرد بسته نرم­افزاری RiverCAD در مهندسی رودخانه (مطالعه موردی: رودخانه پلاسجان در استان اصفهان)"، هشتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، بهمن، اهواز.
-        عزیزیان، ا. و صمدی، ا.، (1395)، "شبیه­سازی دوبعدی سیلاب در محیط مدل عددی HEC-RAS 5"، انتشارات دانشگاه بین المللی امام خمینی.
-        عزیزیان، ا.، صمدی، ا. و آغاز، م.، (1393)، "مدلسازی جریان و رسوب در HEC-RAS"، انتشارات نوآور.
-        کرمی خانیکی، ع.، گودرزی، م.، دهقانی، م. و موسوی، س.ف. (1385)،"کاربرد نرم افزار MIKE21 در روندیابی جریان رودخانه جزر و مدی زهره"، مجله آب و فاضلاب، شماره 60.
-        موسوی، س. ف. و دانشفراز، ر.، (1394)، "پیش بینی عمق ابشستگی موضعی پایه­های پل­های روخانه هراز با استفاده از مدل ریاضی HEC-RAS"، همایش ملی استفاده از فناوری­ها و تکنولوژی های نوین طراحی، محاسبه و اجرا در مهندسی عمران، معماری و شهرسازی.
-    همتی، م.، بیات، م. و سوری، ص.، (1394)،
"شبیه­سازی هیدرولیکی رودخانه چرداول با استفاده از مدل HEC-RAS"، سومین کنگره بین­المللی عمران، معماری و توسعه شهری، تهران، دانشگاه شهید بهشتی،.
-        Chanson, H. )2004(, Environmental Hydraulics of Open Channel Flows, Australia: Butter worth Heinemann.
-        Fischer, H.B., )1973(, “Longitudinal Dispersion and Turbulent Mixing in Open-Channel Flow”, Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 5, pp 59-78, Inc., Paolo Alto, Calif.
-        Froehlich, D.C., )1989(, “Local Scour at Bridge Abutments”, Proceedings of the 1989 National Conference on Hydraulic Engineering, ASCE, New Orland, LA.
-        Kamanbedast, A. A., Nasrollahpour, R., Mashal, M., )2013(, “Estimation of Sediment Transport in Rivers Using CCHE2D Model (Case Study: Karkheh River)”, Vol. 6, Issue. 2, pp. 4112-4115.
-        Kuipers, J. and Vreugdenhill, C.B., )1973(, "Calculations of two-dimensional horizontal flow", Rep. S163, Part I, Delft Hydraulics Lab., Delft, The Netherlands.
-        Laursen, E.M., )1960(, “Scour at Bridge Crossing”, ASCE Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 89, No. HY 3.
-        Laursen, E.M., )1963(, “An Analysis of Relief Bridges”, ASCE Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 92, No. HY 3.
-        Meyers, J., and Sagaut, P., )2007(, “Evaluation of Smagorinsky variants in large-eddy simulations of wall-resolved plane channel flows”, Physics of fluids, Vol. 19. pp. 95- 105.
-        Nishan Kumar Biswas, Muneer Ahammad, )2014(, “Application of CCHE2D Mathematical Model in the Gorai Offtake for Two-Dimensional Simulation”, International Journal of Surface and Groundwater Management, Vol. 01,
No. 01.
-        Richardson, E.V., Simons D.B. and Julian P., )1990(, “Highways in the River Environment”, FHWA-HY-90-016.                      
-        Smagorinsky, J., )1963(, “General circulation experiment with the primitive equation-I. The basic experiment”, Monthly weather review, 91, pp. 99-165.
-        Stoker, J.J., 1957, Water Waves, the Mathematical Theory with Applications, Interscience, New York.
-        Streeter, V.L., Wylie, B., )1998(, "Fluid Mechanics", Mc- Graw Hill Press.
-        Yousefi, S., Ghiassi, R., Yousefi, Sa., )2010(, “Modeling and analyzing flow diversion in branching channels with symmetric geometry”, River research and applications,Article first published online: DOI: 10.1002/rra.1393.
-        Zhang, Yaoxin )2005(, “CCHE2D Mesh Generator Users’ Manual”, NCCHE Technical Report.
 
 
 

Files

Share

How to cite

Statistics