این عدم پایبندی به ارزشهای مشخص و معین یکی از نقیصههای بزرگ مکتب اگزیستانسیالیسم است.
سازمانهای آموزش و پرورش در هر جامعهای در صدد انتقال آداب و رسوم، فرهنگ و ارزشهای خود به نسلهای آینده بوده و از این طریق به تکامل خویش میپردازند. لذا اگر هر یک از افراد جامعه پایبند به ارزشی خود خواسته و خود ساخته باشند و قرار باشد که مسئولیت آن را هم خود ایشان در دست بگیرند، به نظر میرسد دیگر نیازی به وجود مدرسه، مدیر، معلم، و قوانین تعلیم و تربیت نباشد.
نقد در آسیبشناسی اجتماعی تعلیم و تربیت
با توجه به دیدگاه مکتب اگزیستانسیالیسم به جهان و انسان و به تبع آن، مبناهای شناخت انسان، آنچه به ذهن متبادر میشود فاصله میان نظریات فلاسفه این مکتب با اجرای عملی آنهاست. شاید در بسط مفاهیم، که در زمینه علوم انسانی بیشتر انتزاعی میباشند، قیل و قال بسیار باشد و بعضاً قابل اثبات؛ اما زمانی که پای عمل به میان میآید میدانها را خالی مییابیم.
تعلیم و تربیت از جمله مقولههایی است که مردان عمل را جستجو میکند و خود محکی است برای صحت و سقم نظریههای مکتبی و فلسفی.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

غالباًً نظریهپردازان هر مکتب دیدگاه های خود را در قالبی که از نظر ایشان مؤثرتر بوده و بتوان از طریق آن به ارائه بهتر آراء پرداخت، ذهنیات خود را نشر میدهند. قالبی که فلاسفه اگزیستانسیال از آن یاری جستهاند، ادبیات است. ادبیاتی که مسئولیت زیرساختهای تعلیم و تربیت در هر جامعهای را بر دوش میکشد.
در بین فلاسفه اگزیستانسیالیست آن دسته که الحادی بوده و پذیرای لقب اگزیستانسیالیست، و جزو آخرین متفکرین این نحله فکری محسوب میشوند بیشتر به ادبیات و اختصاصاً قالب رمان پرداختهاند. که آثار این فلاسفه بیش از آثار متقدمانشان مطلوب طبع جوانان و نوجوانان کشورهای مختلف واقع شده است.
در فصول گذشته شاهد ابهام، تضاد و سردرگمی در مفاهیم ایراد شده توسط فلاسفه این مکتب بودیم؛ این روال در آثار ایشان نیز مشاهده میشود. آنچه که در اینجا قابل اهمیت فراوان است بازتاب بعد تربیتی و شناختی مسئولیت در جوانان و نوجوانان کشورهای مختلف در مطالعه این آثار است، که فلاسفه این مکتب به قول خود این آثار را به عنوان ابزارهایی برای رشد و تعالی انسانها ارائه نمودهاند.
در رمان تهوعِ ژان پل سارتر، “آنتوان روکانتن”، قهرمان این رمان که خود را از آیینهای اجتماعی دست و پا گیر رها کرده و در جستجوی چراییهای بشر، در شناسایی و کشف اشیاء پیرامون خود ناتوان مانده است، آنها را پوچ و بیمعنی مییابد و در کشاکش همین پوچی و اشیاء دور و بر، ناگهان به درکی از خود و مسئولیت نائل میشود که باعث امیدواری او در عین ناامیدی میشود.
آلبر کامو در افسانه سیزیف، به فردی میپردازد که خدایان او را محکوم به بردن تخته سنگی حجیم به بالای کوهی کردهاند. مسیر به گونهای است که شخص هر بار این عمل را انجام میدهد، قبل از رسیدن به نوک قله، تخته سنگ دوباره پایین میافتد و او بارها و بارها این کار را تکرار میکند سرانجام در این رفت و آمدها قهرمان داستان به این نتیجه میرسد که عملی را که انجام میدهد هرچند عملی پوچ و بیهوده است ولی برای او در قبال مسئولیتی که دارد عملی آزادانه و زیباست و این بیانگر سخن سارتر میباشد که میگوید «انسان محکوم به آزادی است و این آزادی برای او مسئولیت آفرین است».
کامو در بیشتر آثار خود تداعیگر همین معنی است. در رمان بیگانه، پوچگرایی فردی و احساس مسئولیت و پذیرش آن به نمایش کشیده میشود. در طاعون همین بحث در مورد جامعهای از افراد انسانی رخ میدهد. در سقوط، شخصی در غالب سه شغل دچار همین توهم میشود. رمان مسخ، نوشته کافکا نیز این احساس پذیرش، تحمل و سازش با پوچی را در انسان پرورش میدهد. در ایران نیز صادق هدایت متأثر از کافکا بوده و تفکرات این نویسنده در آثار او نیز به چشم میخورد که رمان معروف او “بوف کور” اوج این تفکر را به ظهور میرساند.
ناگفته نماند که این متفکرین جملات و نکات قابل توجه و مفیدی نیز در مباحث تربیتی و بخصوص اخلاقی در همین آثار خود ارائه نمودهاند که البته شمار آنها اندک است، ولی آنچه در اینجا به آن اشاره شد برداشتی است که در مطالعه هر یک از این آثار در ذهن انسان نقش میبندد.
در گروه محکومینِ فرانتس کافکا و در پایان داستان، قهرمان بر سنگ قبری مخفی در زیر میز قهوهخانهای نوید آمدن منجی را حک شده مییابد. کامو در رمان سقوط، از زبان قهرمان داستان میگوید: «در یک طرف زیبایی است و در طرف دیگر درهم شکستگان و پایمال شدگان؛ هر قدر این کار دشوار باشد، من میخواهم به هر دو طرف وفادار بمانم»؛ و این بیانگر همان مفهوم اعتدال و میانهروی در دین مبین اسلام است.
آنچه در اینجا و این بحث از لحاظ آسیبهای وارده بر تعلیم و تربیت جوامع و مخصوصاً جامعه خودمان از اهمیت بسزایی برخوردار است، انتشار این آثار در تیراژهای بالا بدون آگاهی دادن به نسل جوانِ دانش آموز و دانشجو است.
احساس پوچی و حضور در جهانی تاریک که خواندن هریک از این آثار برخواننده تحمیل میکند، باعث بروز بیماریهای روحی و روانی بسیار، بخصوص خودکشی، در بین جوانان و نوجوانان میشود و این بدلیل عدم ارائه تعلیم و تربیت مناسب به فراگیران با توجه به مسئولیتهای فردی و اجتماعیشان در خصوص این آثار توسط سیستمهای آموزشی و پرورشی دولتها میباشد.
فصل سوم:
روش شناسی تحقیق
مقدمه
روش های پژوهش و تحقیق یکی از بزرگترین دستاوردهای بشر در ایجاد نظم و هماهنگی در مسیر کشف خود و جهان پیرامون است. انسانها در طول تاریخ، و در صیرورت وجودی خویش با بکارگیری ابزارهای مختلف گذرگاههای بیشماری را تجربه کرده و با ثبت این تجربیات مسیر را برای آیندگان هموار ساختهاند، لذا بشرِ امروز برای کنکاش در هریک از خواسته های خود با راه های گوناگونی مواجه است که قوه عقلانیهاش وی را به انتخاب بهترین راه جهت رسیدن به پاسخ هدایت میکند. در پژوهش حاضر نیز سعی بر آن است تا مسیری متناسب با مضامین مورد پژوهش جهت باز کردن گِرِهی دیگر از چیستیهای تعلیم و تربیت باز شود؛ و شاید ارائه مسیری برای آیندگان.
روش تحقیق
در یکی از دستهبندیهای تحلیلی متداول در نزد فیلسوفان، روش های تحلیل به سه دسته تقسیم شدهاند: تحلیل به معنای تجزیه به اجزای مفهومی(که الگوی آن همان تجزیه معمول در شیمی است)؛ تحلیل به معنای ترجمه و بازگردان صورت دستوری گزارههای زبانی به صورت منطقی آنها؛ و تحلیل به معنای جستجوی ارتباط میان مفاهیم مختلف و بازشناسی روابط و شبکه های مفهومی(باقری، ۱۳۸۹، ۱۳۳) که بخشی از روش مورد مطالعه ما در این پژوهش بر این مورد سوم استوار است.
یکی از شیوه های تفسیر مفهومی، استفاده از کلمات یا عباراتی است که با هم مترادفند و مضمون مشابهی دارند. در خصوص ترادف عبارات، باید به عباراتی توجه کرد که تنها در یک واژه با هم اختلاف دارند. در چنین مواردی میتوان میان آن واژهها نیز رابطهای از نوع ترادف در نظر گرفت. در این صورت، ترادف مذکور میان واژهها میتواند به روشن کردن مفاهیم مورد نظر کمک کند.(باقری، ۱۳۸۹، ۱۷۵)
در این تحقیق پژوهشگر بر آن است تا با بهره گرفتن از شناسایی مفهوم مسئولیت و توصیف مبانی انسانشناختی آن در مکتب اگزیستانسیالیسم به کشف بازتاب دلالتهای این انتزاعیات در تعلیم و تربیت بپردازد. لذا برای تحقق این منظور از روش توصیف و تحلیل مفاهیم یاری جسته است.
جامعه آماری
جامعه آماری در این پژوهش کلیه کتب، مقالات علمی، پایان نامهها و سایتهای فلسفی و تربیتی که مطلبی در خصوص مکتب اگزیستانسیالیسم در آنها درج شده باشد را شامل میشود.
حجم نمونه
حجم نمونه در این مطالعه به میزان کتب، مقالات، پایان نامهها و سایتهای فارسی و انگلیسی که برای پژوهشگر قابل دسترسی بودهاند، میباشد.
ابزار جمعآوری اطلاعات
ابزار مورد استفاده پژوهشگر در این تحقیق با توجه به کیفی بودن نوع پژوهش و نیز روش آن، برداشت فیش از مطالب مندرج در کتب فارسی و انگلیسی، مقالات، و سایتهای اینترنتی در زمینه موضوع مورد مطالعه بوده است.
روش تجزیه و تحلیل اطلاعات
در این تحقیق پس از بررسی فیشهای جمعآوری شده ابتدا به توصیف دلالتهای تربیتی مسئولیت با توجه به مبناهای شناخت انسان در مکتب اگزیستانسیالیسم پرداخته و سپس جهت ارائه تحلیلی جامع از این یافتهها تلاش شده است.
فصل چهارم:
یافته های پژوهش
مقدمه
در این فصل پژوهشگر در صدد آن است که با توجه به مبانی نظری و پیشینه مطرح شده در فصل دوم به پاسخهایی درخصوص شناسایی مفهوم مسئولیت از نظر فلاسفه اگزیستانس، مبناهای شناخت مسئولیتپذیری در انسان اگزیستانسیال، دلالتهای تربیتی مسئولیت از نظر مکتب اگزیستانسالیسم و نقدهای وارد بر این دلالتها دستیازد.
تبیین مفهوم مسئولیت از منظر مکتب اگزیستانسیالیسم
با توجه به آنچه در فصل دوم در باب مفهوم مسئولیت در بین فلاسفه اگزیستانسیالیست به آن پرداخته شد، میتوان گفت فلاسفه خدا باور این مکتب جملگی متأثر از کییرکگور بوده فلذا از نظر اگزیستانسیالیستهای خداباور مفهوم مسئولیت آنگونه است که کییرکگور به آن معتقد است. او در سه اثر معروف خود با نامهای بیماری به سوی مرگ، ترس و لرز، و دلهره به بسط مفهوم مسئولیت میپردازد.
در «بیماری به سوی مرگ» بشر به دلیل سرباز زدن از فرمان خداوند و تناول از میوه درخت “معرفت بر نیک و بد ” گناهکار است و مسئولیت این هبوط و محکومیت نیز بر عهده خود اوست تا زمانی که مرگ وی سر رسد. لذا کییرکگور امید و ناامیدی حاصل از این آگاهی انسان از مرگ که یادآور انجام درست یا نادرست مسئولیتهای وی میباشد را چنین عنوان میکند: اگر بخواهیم از بیماری به سوی مرگ به مفهومی بسیار دقیق سخن بگوییم، باید بیماریای باشد که در آن آخرین چیز، مرگ است و مرگ آخرین چیز و این دقیقاً نومیدی است. با وجود این، به مفهومی دیگر و هنوز مشخصتر، نومیدی، بیماری به سوی مرگ است. در جای دیگر مینویسد: هنگامی که مرگ بزرگترین خطر است، آدمی به زندگی امید میبندد؛ اما هنگامی که آدمی با خطری به مراتب ترسناکتر آشنا میشود، به مرگ، امید آدمی میبندد.
در واقع آگاهی انسان از حتمی بودن مرگ و عدم آگاهی وی از چگونگی مرگ او را در مقابل مسئولیتهایش دچار یأس و ناامیدی میگرداند. پس یأس و ناامیدی یکی از واژه های مترادف با مسئولیت از نظر خداباوران اگزیستانسیالیست است.
در «ترس و لرز» وی با اشاره به داستان حضرت ابراهیم و قربانی کردن فرزندش، مفهوم مسئولیت را با ترس که حالتی پارادوکسیکال ـ از صحیح یا ناصحیح بودن انجام یا عدم انجام وظیفه و تکلیفی که بر عهدهاش نهاده شده ـ است همتراز قرار میدهد. این ترس در تفکر کییرکگور ترس از گناه است که منشأ آن همان گناه نخستین است. لذا ترس دومین واژه مترادف با مسئولیت میباشد.
“مفهوم دلهره”، نیز در چارچوب بحثی از گناه به میان میآید. وی میگوید: هنگامی که به آدم در حالت بیگناهی گفتند که اگر درد مرگ نیز به جان او افتد از میوه درخت دانش نیک و بد نخورد، او نه میدانست که بد چیست و نه مرگ چیست زیرا تنها با سرپیچی از این بازداشت بود که این دانش به دست میآید. اما همین بازداشت در آدم، امکان آزادی … امکان هشدار دهنده توانستن را بیدار کرد.
این آگاهی انسان را دچار دلشوره میکند. دلشوره از مسئولیت دانستن وظایفش. لذا از نظر وی وظیفه و مسئولیت اصلی انسان انجام دادن تألیف نفس و بدن است و این وظیفه از ابتدا زیر بار دلشوره است. بنابراین دلهره یا دلشوره، سومین واژهای است که کییرکگور در تبیین مفهوم مسئولیت به آن اشاره میکند.
هایدگر، یکی دیگر از متفکرین این مکتب است؛ وی با اینکه مسیحی نبوده ولی برچسب الحاد را نیز نپذیرفت. از نظر او مفاهیمی که بیانگر مفهوم مسئولیت هستند، ناامیدی، ترس و دلواپسی حاصل از مرگ آگاهی و در جهان و زمان بودگیِ انسان میباشند.
از نظر وی مرگ به نابود شدن امکانها، تیمار، توجه و دلواپسی معنا میدهد. بدون مرگ هر دازاین، برای آن دازاین، زمان بودگی تمام خواهد شد و این پایانی است برای همه امیدهای آدمی.
از نظر مارتین هایدگر ما انسانها به این جهان پرتاب شدهایم. یعنی بیآنکه خودمان اراده کنیم به این جهان پا گذاشتهایم. ملازم این پرتاب شدگی و در نتیجه، پیشبینی نشدگی و اتفاق و تصادف، مرگ و تناهی محتوم قرار دارد که از آن نمیتوانیم بگریزیم و تصور این واقعیت که با مرگ، انسان تمام میشود، ترسناک و اضطرابزا است. ترس ریشهای “در من بودگی” دارد و این “در من بودگی” از نظر هایدگر مسئولیت آفرین فرد است. چرا که بودن در هستی باعث پذیرش مسئولیت بودن و در واقع مسئولیت وجود است.
وی میگوید: من همچون هستندهای که باید مراقب خود باشم، میترسم. ترس از «با هستی» نتیجه میشود. ترس حالتی است که من در آن قرار میگیرم. هراس، مرا از دلبستگیها و معنیهای زندگیم در جهان جدا میکند و به وسیله این شناسایی است که یا میتوانم به این وجود غیر اصیلی که به گونهای غیر شخصی تعیین شده ادامه دهم و یا با تلاشی قهرمانانه، مسئولیت شخصی وجود خودم را به عهده گیرم.
در خصوص دلواپسی نیز نظر وی بر این است که انسان یگانه هستندهای است که به هستی میاندیشد، و این را میداند که باید مراقب، متوجه و دلواپس هستی باشد. از نظر وی در زندگی عادی، معمولاً از این دلواپسی طفره میرویم؛ ما کوشش میکنیم این دلواپسی نامشخص را تغییر شکل دهیم و آن را به ترس یا اضطرابی مشخص که مربوط به فلان یا بهمان موضوع بخصوص است مبدل سازیم بدینسان دلواپسی اصیل، در وجود پیشپا افتاده ما، ناپدید میشود و به صورت کنجکاوی و تفحص در میآید؛ «پریشان از پریشانی به کمک پریشانی».
ژان پل سارتر را میتوان بعنوان نماینده فلاسفه ملحد مکتب اگزیستانسیالیسم معرفی کرد. سخنان سارتر در تبیین مفاهیم از سهولت و روشنی خاصی برخوردار میباشد. از این رو مکتب اگزیستانسیالیسم با نام او در محافل جهانی شناخته میشود. وی در تبیین مسئولیت مینویسد: من مسئول همگان هستم و برای بشر صورتی میآفرینم که خود برگزیدهام. به عبارت دیگر با انتخاب خود، همه آدمیان را انتخاب میکنم. این معنی به ما اجازه میدهد که مفهوم کلمههای تا حدی مطنطن، مانند دلهره، وانهادگی و نومیدی را دریابیم.
او میگوید دلهره دقیقاً آگاهی من از هستی خودم در آینده، در حالتی از نیستی است. این همان دلشوره از مواجه شدن با آینده است و دلشوره متناظری نیز در مواجهه با گذشته وجود دارد. این دلشوره همان دلشوره قماربازی است که به اختیار و صمیمانه تصمیم گرفته است دیگر قمار نکند، اما همین که به میز قمار نزدیک میشود به ناگاه میبیند که همه عزم او چون دود به هوا میرود. هنگامی که آدمی خود را ملتزم ساخت و دریافت که وی نه تنها همان است که موجودیت خود، بلکه قانونگذاری است که با انتخاب شخص خود، جامعه بشری را نیز انتخاب میکند، چنین فردی نخواهد توانست از احساس مسئولیت تمام و عمیق بگریزد. لذا در مورد انسانهایی که دلهره ندارند میگوید: از نظر ما اینان سرپوشی بر دلهره خود میگذارند یا از آن میگریزند. هر فردی باید پیش خود بگوید: آیا به راستی من آن کسی هستم که حق دارم چنان رفتار کنم که همه آدمیان کار خود را طبق رفتار من تنظیم کنند؟ هر کس که این معنی را فراموش کند، مسلماً بر سیمای دلهره خود نقاب زده است. او میگوید: سخن بر سر دلهرهای نیست که به ترک و گوشهگیری و اجتناب از عمل میانجامد، مراد دلهرهای است ساده که تمام کسانی که مسئولیتی داشتهاند، آن را میشناسند. این دلهره، حجابی نیست که ما را از عمل و اقدام جدا کند بلکه جزئی از خود عمل است.
سارتر در خصوص وانهادگی میگوید: اگر واجب الوجود نباشد هرکاری مجاز است. پس انسان وانهاده است، زیرا بشر، نه در خود و نه بیرون از خود، امکانِ اتکا نمییابد. باید گفت که بشر، از همان گام اول، برای کارهای خود عذری نمییابد، وسیلهای نمییابد تا مسئولیت وجود خود را بر آن بار کند. با این وجود میتوان گفت انسان در طبیعت وانهاده است و خودش هست و خودش؛ ولو معتقد باشیم که خداوند هست، چون میبینیم که مسئولیت ساختن خودمان را بعد از وجودمان به خودمان واگذار کرده بنابراین خداوند فقط هیکل و وجود انسان را ساخته و صفات و رنگهای انسانیاش را باید خودمان به این موجود بیصفت و بیرنگ بزنیم. در این صورت ما از طرف خداوند وانهاده هستیم؛ یعنی به خودمان واگذاشته شدهایم. لذا سارتر میگوید: وانهادگی متضمن این معنی نیز هست که ما، خود شخصاً هستی خود را انتخاب میکنیم. وانهادگی با دلهره همراه است.
وی در خصوص ناامیدی مینویسد: هنگامی که آدمی چیزی را میخواهد، همیشه با عوامل محتملی روبروست. مثلاً من چشم به راه آمدن دوستی هستم، این دوست یا با راه آهن میآید یا با اتوبوس. در اینجا امیدواری من به رسیدن دوستم بر این فرض استوار است که قطار در ساعت مقرر میرسد و اتوبوس واژگون نمیشود. در جای دیگر مینویسد: من همیشه به دوستان همرزم خود تا آنجا امیدوار هستم که با من در مبارزه مشترک و محسوس شریکند؛ تا آنجا امیدوارم که مربوط به حزب و جمعیتی است که کمابیش قادر به دخالت و بررسی آن هستم؛ از اینجا به بعد، امید بستن به یگانگی و تکیه بر خواستهای این حزب، درست مانند امید بستن به رسیدن اتوبوس به موقع و خارج شدن قطار از خط است. لذا وقتی که هرکس مسئول خودش بود، وقتی که قانون وجود نداشت، وقتی که اصلی که به آن معتقد باشیم وجود نداشت، و وقتی که انسان، تابع مسیر تاریخ یا طبیعت و مشیّت خداوندی نبود، از اینکه عنایت خداوند دستگیر ما باشد ناامیدیم، از اینکه طبیعت سرنوشت ما را بسازد ناامیدیم.
در یک جمعبندی کلی از مطالب ذکر شده میتوان چنین گفت:
از نظر کییرکگور مفهوم مسئولیت برابر است با: الف) یأس و ناامیدی

۱-۱-مقدمه

یکی از اهداف مهم در مهندسی منابع آب، افزایش منافع و کاهش خسارات ناشی از جریان در رودخانه­هاست. کنترل و کاهش خسارات وارده ناشی از سیلاب، رسوب­گذاری و فرسایش به آبراهه­ ها، اراضی کشاورزی و سازه­های آبی مستلزم این است که فرایند فرسایش، انتقال رسوب و ته­نشینی مواد رسوبی مورد مطالعه کامل قرار گیرد. با توجه به اینکه در رودخانه­ها همواره فرسایش و انتقال رسوب صورت می­گیرد، پدیده انتقال رسوب از جمله فرایندهای هیدرودینامیکی مهمی است که بسیاری از سازه­های رودخانه­ای و تاسیسات عمرانی را تحت تأثیر قرار می­دهد و به عنوان یکی از بزرگ­ترین مشکلات بهره ­برداری از منابع آب­های سطحی در جهان مطرح می­باشد. آگاهی از میزان مواد جامد رسوب که توسط جریان، حمل یا ترسیب می­گردد جزو اطلاعات لازم و اولیه هر پروژه آبی و یکی از عوامل مهم تصمیم ­گیری در مورد احداث سازه­های آبی در رودخانه­ها می­باشد. برای تعیین مقدار ذرات معلق، معمولا گل­آلودگی جریان را در زمان­های مختلف در طول سال و طبق برنامه­ای مشخص در محل ایستگاه­های رسوب­سنجی اندازه ­گیری می­ کنند. Brushkeh et al (2004) بیان داشت، برای برآورد غلظت رسوب رودخانه در سایر اوقات، با بهره گرفتن از داده ­های غلظت و دبی جریان متناظر با آن منحنی سنجه رسوب ترسیم می­ شود. بنابراین از تلفیق این منحنی و منحنی تداوم جریان، بار معلق رودخانه­ها در طول دوره آماری برآورد می­ شود. بنا به نظر(۲۰۰۳) Verstraeten et al آگاهی از مقدار تولید رسوب حوزه آبخیز و بررسی رسوبدهی رودخانه­ها در شناسایی مناطق بحرانی اهمیت زیادی دارد. همچنینTurner et al (1990) بیان می­ کند، در بسیاری از مناطق فرسایش خاک باعث تخریب غیر­قابل بازگشت اراضی شده و بر پایداری اکوسیستم­ها تأثیرات منفی می­ گذارد، از طرف دیگر در مقیاس جهانی تغییرات محیطی- انسانی موجب افزایش فعالیت فرایند زمین ریختی و جریان­های رسوبی در قسمت­ های زیادی از جهان شده است. به عقیده(۲۰۰۲) Horwitz هیدرولوژیست­ها در صورت کمبود داده ­های غلظت رسوب معلق، از منحنی­های سنجه برای پیش ­بینی و برآورد غلظت رسوب معلق جریان­ها استفاده می­ کنند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

بررسی شاخص­ های آماری رسوب­دهی حوزه­ آبخیز یکی از روش­های بررسی تغییرات زمانی رسوب است. به طوری که محققین زیادی سعی کرده ­اند این شاخص ­ها را با تغییرات فیزیکی حوزه آبخیز ارتباط دهند. تشدید فرایند فرسایش خاک و فزونی رسوبات، به عنوان دو محرک تنش زا، مهم­ترین تهدید برای منابع آب و خاک به حساب می آیند. بر این اساس در پژوهش­های رسوب­دهی آبخیزها به مطالعه غلظت رسوب معلق توجه خاصی شده است . زیرا بار معلق شاخصی از رسوب­دهی کل سطح آبخیز است، و علاوه بر این، بر اثر شستشوی اراضی حاصل خیز بالادست و رودخانه شکل می گیرد (صادقی و همکاران، ۱۳۸۴). مواد معلق موجود در آب رودخانه­ها بسته به غلظت و انرژی جریان، در زمان­ها و در نقاط مختلفی از مسیر رودخانه ته­نشین می­شوند. اطلاع از مقدار رسوب در زمان­های مختلف در یک رودخانه در برنامه­ریز­ی­ها و طرح­های پهنه­ بندی سیل و ساماندهی رودخانه حائز اهمیت است. در ایستگاه­های رسو­ب­سنجی کشور آماربرداری رسوب به صورت تصادفی و فقط در برخی رگبارهای شدید انجام شده و هیچ گونه ارزیابی از الگوی توزیع زمانی رسوب در رگبارها و وقایع بارندگی صورت نمی­پذیرد. از طرف دیگر برداشت نمونه­های آب و رسوب در فواصل معین زمانی و ترسیم آب نمود و رسوب­نگار همه رگبارها مستلزم صرف انرژی و هزینه زیاد بوده که انجام مداوم آن را غیر ممکن می­سازد. از این رو توسعه مدل­هایی که بتوانند تغییرات زمانی رسوب را برای رسم رسوب­نگار و اندازه ­گیری مقدار کل رسوب حاصل از رگبار ارائه نمایند ضرورتی اجتناب­ناپذیر استDas et al (1990) ؛ صادقی و همکاران (۱۳۸۴). مطالعه و بررسی منحنی­های سنجه رسوب خود راهی در جهت شناخت و کنترل عوامل مؤثر بر سیل و سیل­خیزی بوده که نهایتاُ میزان خسارات احتمالی ناشی از سیل را کاهش می­دهد.

۱-۲ بیان مسئله

یکی از مسایل مهم در حوزه آبخیز کشکان وقوع سیلاب­های بزرگ با حجم رسوب انتقالی زیاد است، که هر ساله موجب خسارت­های بیشماری در زمینه انتقال رسوب و رسوب­گذاری، پیامدهایی چون ایجاد جزایر رسوبی در مسیر رودخانه­، کاهش عمر مفید سدها و ظرفیت ذخیره مخازن، خوردگی تاسیسات سازه­های آبی، وارد شدن خسارات به مزارع، رسوب­گذاری در کف کانال و بسیاری مسایل و مشکلات دیگر را در بر دارد. آگاهی از چگونگی توزیع زمانی رسوب در طول یک سیلاب به دلیل مشکلات حاصل از وقوع این پدیده در زمینه برنامه­ ریزی­های مربوط به کاهش خسارات ناشی از سیلاب و رسوب انتقالی در زمینه ­های مختلف خواهد شد. در این راستا منحنی­های رسوب برای تجزیه و تحلیل روابط متقابل مواد رسوبی و سازه­های مؤثر کنترل رسوب از جمله مخازن سدها دارای اهمیت ویژه­ای می­باشند. با دانستن تغییرات زمانی رسوب در طول رگبارها امکان مدیریت بهتر و جامع­تر حوزه ­های آبخیز مهیا می­گردد. در حال حاضر، مسائل مربوط به خوردگی سازه­های کنترلی و رسوب­گذاری درصد قابل توجهی از درآمد سرانه کشورهای مختلف را به خود اختصاص می­دهد (بهرنگی، ۱۳۸۸). همچنین تولید رسوب در دراز مدت اثرات نامطلوبی بر کیفیت و ساختمان خاک در زمینه کشاورزی و اقتصاد آن، کیفیت آب­های زیرزمینی و سطحی در زمینه آب آشامیدنی و صنعت، آلودگی­های زیست محیطی خواهد داشت.

۱-۳ اهداف تحقیق

تحقیق حاضر به منظور دست‌یابی به اهداف زیر انجام خواهد گرفت:
۱٫ بررسی تغییرات زمانی منحنی سنجه رسوب در مواقع سیلاب­ جهت مقایسه رسوب برآوردی حاصل از نرم افزارهای ۴٫۳ GEP و HEC-RAS4.1 با رسوب اندازه ­گیری شده ایستگاه رسوب­سنجی کشکان پلدختر.
۲ . ارائه روشی جهت پیش ­بینی بهتر رسوب معلق در رودخانه کشکان پلدختر.

۱-۴ فرضیات تحقیق

۱- همبستگی بین دبی رسوب معلق و دبی آب در مواقع سیلابی رودخانه کشکان از رابطه غیر­خطی پیروی می­ کند.
۲- میزان رسوب برآوردی با بهره گرفتن از نرم افزارهای ۴٫۳ GEP و HEC-RAS4.1 با میزان رسوب اندازه ­گیری شده در منطقه تحقیق اختلاف معنی­داری ندارد.
فصل دوم
کلیات و مرور منابع

۲-کلیات و مرور منابع

۲-۱-مقدمه

هیدرولیک رسوب دانشی است که چگونگی فرسایش، حرکت و رسوبگذاری مواد رسوبی در کانال­ها و رودخانه­ها را مورد بحث قرار می­دهد. این علم برپایه علومی چون مکانیک سیالات، هیدرولیک رودخانه­ و رسوب­شناسی استوار می­باشد. از آنجا که خسارات وارده رسوبات رودخانه­ای به طبیعت، کشاورزی و سازه­های آبی بسیار گسترده و زیان­آور است، شناخت دقیق آن از اهداف مهم مهندسان هیدرولیک می­باشد. برای جلوگیری یا به حداقل رساندن خسارات وارده باید سه فرایند فرسایش، انتقال و ته­نشینی مواد رسوبی را مورد مطالعه قرا داد. به عنوان مثال ذرات رسوبی در حین انتقال به توربین­ها، پمپ­ها، پایه­ های پل و پوشش کانال­ها خسارات زیادی وارد می­ کنند. در این فصل علاوه بر ذکر مبانی نظری، با توجه به موضوع تحقیق، اشاره به منابع تحقیقاتی نرم­افزارهای HECRAS 4.1 و GEP 4.3 خواهد شد.

۲-۲- رودخانه، سیلاب و انتقال رسوب

رودخانه­ها یکی از منابع حیاتی انسان و سایر موجودات زنده می­باشد. درحالت طغیان رودخانه­­ها این منبع زندگی باعث نابودی و وارد شدن خسارات جبران­ناپذیری گردیده است. شناخت رفتاری رودخانه و انجام فعالیت­های سازگار با طبیعت رودخانه و اقدامات مهندسی به­جا همواره دغدغه مهندسین درگیر در این زمینه بوده است و همیشه به ابزاری جهت شبیه­سازی پدیده مورد نظردر رودخانه نیاز بوده ­است. یکی از مهم­ترین ابزارها، مدل­های مقیاسی (مدل­های فیزیکی) می­باشد که در قرن اخیر به طور گسترده­ای مورد استفاده مهندسین و محققین قرار گرفته­اند. کاربرد جدی این مدل­ها که پایه تئوریک آن در قرن نوزدهم توسط فرود (Froude) گذاشته شده به دهه­های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ میلادی برمی­گردد که با موفقیت زیادی همراه بوده وجواب­های کمی ونسبتاٌ دقیقی را در اختیار طراحان و مهندسین قرار داده­است. اما با توجه به توسعه فعالیت­های مهندسی رودخانه و ازدیاد ابعاد پروژه­ های مرتبط با رودخانه، مدل­های مقیاسی کارآیی کمتری از خود نشان داده­اند، زیرا محدوده مورد مطالعه طراحان وسیع­تر از حدی بود که در مدلی با مقیاس قابل قبول شبیه­سازی شود. علاوه بر آن زمان­های شبیه­سازی نیز بعضاٌ در حدی می­باشد که استفاده از مدل مقیاسی را غیر ممکن می­سازد. پیش ­بینی سیلاب قبل از وقوع، هشدار آن و روش­های غیر ساز­ه­ای مهار سیل، یکی از راهکارهای مؤثر در کاهش خسارت سیل می­باشد، که به عنوان ابزاری برای مدیریت سیل از اهمیت زیادی برخوردار هستند. سیلابی بودن اکثر حوزه ­های کشور، گسترش طرح­های توسعه منابع آب در حوزه ها و پیشرفت فن­آوری­های کامپیوتری ضرورت مدیریت سیلاب از طریق مدل­سازی را دو­چندان کرده است. با تمام اهمیتی که آب در اقتصاد ایران دارد، سیلاب­ها هر ساله حجم عظیمی از آب­ها و خاک­­های حاصلخیز کشور را از دسترس خارج نموده و به کویرها، دریاچه­ها و دریا انتقال می­ دهند (علیزاده، ۱۳۸۱). تداوم این وضعیت، صدمه­های جبران­ناپذیری بر منابع آب و خاک کشور وارد می­ کند. از این رو در کنترل و مبارزه با این پدیده شناخت عوامل و پارامترهای موثر بر سیلاب اهمیت بسیار زیادی دارد. به عبارت دیگر قبل از هرگونه برنامه­ ریزی برای کنترل سیل، باید رفتار و فرآیندهای آن را شناخت (Smith ,1992).

۲-۳- اهمیت انتقال رسوب در رودخانه­ها

در کشور ما اطلاعات دقیق و صحیح از فرسایش، انتقال رسوب و رسوب گذاری کم است و بین اندازه ­گیری­ها و برآوردهای انجام شده نیز اختلاف زیادی مشاهده می­ شود. جوان بودن تحقیقات در این رشته و فقدان اندازه ­گیری­های درازمدت رسوب، مانع از دست­یابی به اعداد قابل اعتماد شده­است. با توجه به اینکه در رودخانه­ها همواره فرسایش و انتقال رسوب صورت می­گیرد، بنابراین بررسی ظرفیت حمل رسوب جریان و مکانیسم انتقال رسوب در هیدرولیک رودخانه و مورفولوژی آن، از اهمیت ویژه­ای برخوردار می­باشد. از سال ۱۹۷۰ به بعد، اندازه گیری و برآورد بار­معلق به دلایل گوناگون و متعدد، شامل مسئله گل­آلودگی و انتقال رسوب، بحث کیفیت آب، رسوب­گذاری مخازن و کانال­ها، فرسایش و تلفات خاک مورد توجه قرار گرفت. با وجود مطالعات و تحقیقات زیادی که در دو دهه اخیر در مورد مسئله فرسایش خاک، حمل رسوب و سرانجام ته نشست آنها به عمل آمده، اما هنوز راهی طولانی برای فهم کامل این پدیده باقی مانده است (.Horowitz, 2002 Ferguson, 1986). کشور ایران با فرسایش بیش از یک میلیارد تن در سال ، رتبه اول تخریب در دنیا را دارا بوده و روزانه سیل در حدود ۳۰۰ میلیون تومان و خشکسالی ۱۰۰ میلیون تومان خسارت وارد می نماید (مهدوی، ۱۳۸۰). درایران نیز سالانه بیش از ۱۰۰ میلیون مترمکعب از گنجایش سد های مخزنی به خاطر رسوبگذاری کاسته می شود (موسوی و صمدی بروجنی، ۱۳۷۵). از این رو برآورد بار رسوب معلق که قسمت اعظم رسوب ته نشین شده در مخازن را تشکیل می دهد، بسیار حائز اهمیت است. اندازه گیری رسوب معلق رودخانه­ها از سال۱۳۴۳ آغاز و تا پایان سال آبی ۷۶-۱۳۷۵ تعداد ۷۱۵ ایستگاه رسوب سنجی با ۲۴۴۰۰۰ رکورد در سطح کشورگزارش شده است (تماب، ۱۳۷۶ ). در این ایستگاه­ها غلظت یا گل آلودگی جریان اندازه گیری و نتایج حاصل از آن، در مطالعات مرتبط با مدیریت منابع آب، فرسایش و رسوب و مسائل زیست محیطی استفاده می شود. بخش عمده رسوب حمل شده بوسیله اکثر رودخانه­ها را بار معلق تشکیل می­دهد. به همین علت تعیین مقدار بارمعلق رسوب رودخانه در مطالعات مهندسی رودخانه و منابع آب حائز اهمیت است. به مطالعه رسوب معلق به سه دلیل توجه بیشتری شده است: اول اینکه بار معلق شاخصی از تحویل رسوب از کل سطح آبخیز است؛ در حالی که بار بستر شاخصی از شرایط بستر در زمان نمونه­برداری است. دوم اینکه، غلظت مواد حاصلخیز در بار معلق خیلی بیشتر است؛ در نتیجه اهمیت آن نیز بیشتر از بار بستر است (صادقی و همکاران، ۱۳۸۴). و دلیل سوم اینکه معمولاً بار معلق بدون تماس با کف رودخانه است و از ذرات رس، سیلت و و شن ریز تشکیل شده است که نمونه­برداری و اندازه ­گیری آن به مراتب آسان­تر از بار بستر است (Mimikou, 1982). رسوب انتقال یافته توسط رودخانه­ها به مخازن، ظرفیت ذخیره آن­ها را کاهش داده و بر کیفیت آب قابل استفاده شده برای نیروگاه­های برق، آبیاری و کاربردهای صنعتی و خانگی تأثیرگذار است (Kumar and Rastogi, 1987).

۲-۴-مؤلفه­ های مدل­سازی حوزه

۲-۴-۱- واسنجی مدل

واسنجی مدل فرآیندی است که در طی آن مقادیر پارامترهای معرفی شده به مدل، با هدف دسترسی به نتایج مشابه با داده ­های واقعی و طبیعی تصحیح می­ شود (موسوی ندوشن و داننده مهر، ۱۳۸۴). فرایند واسنجی می ­تواند به صورت کاملاٌ دستی با بهره گرفتن از قضاوت مهندسی به روش تصحیح مکرر پارامترها و محاسبه بهترین برازش بین هیدروگراف­های محاسبه شده و مشاهده شده، انجام پذیرد. بهترین شبیه­سازی، خروجی نزدیک به داده ­های اندازه ­گیری شده خواهد بود. برای مدل­های ریاضی باید مراحل واسنجی و صحت­سنجی صورت گیرد. همان­طور که گفته شد در مرحله واسنجی مجموعه ­ای از عوامل به نحوی اصلاح می­گردند که نتایج حاصل از مدل و مقادیر اندازه ­گیری شده در طبیعت، تطابق داشته­باشند، شکل(۲-۱). قبل از واسنجی، کاربر باید از صحت عملکرد مدل و کامل بودن فایل ورودی اطمینان حاصل کند. به عنوان مثال در مطالعه هیدرولیک جریان، معمولاٌ از اطلاعات اندازه ­گیری شده دبی جریان و تراز سطح آب برای واسنجی استفاده می­گردد. در این حالت ضریب زبری عمده­ترین عاملی است که مورد واسنجی قرار می­گیرد. ولی در مدل­های دو بعدی و سه بعدی، جریان غیرماندگار و مدل­های فرسایش و رسوب، اطلاعات بیشتری برای واسنجی مورد نیز می­باشد. از جمله تغییرات مکانی و زمانی دبی جریان و تراز سطح آب، غلظت رسوب، تراز و شکل بستر و تراز سرعت از جمله اطلاعاتی هستند که برای واسنجی این­گونه مدل­ها مورد نیز می­باشد (راهنمای مطالعات فرسایش و رسوب در ساماندهی رودخانه­ها، ۱۳۸۶).

شکل(۲-۱) مراحل مختلف واسنجی داده ­ها در مدل­سازی

۲-۴-۲- صحت سنجی مدل

از آنجایی که نتایج حاصل از مدل­ها در تصمیم ­گیری­ها و طراحی منابع آب و خاک و همچنین مسایل مربوط به سیل و امثال آن کاربرد فراوان دارد، همواره درجه­ اعتبار آن­ها مورد سؤال است. البته از هیچ مدل کامپیوتری نمی­ توان پیش ­بینی­های کامل و دقیقی را انتظار داشت و همیشه به صورت نسبی مطرح است. در این قسمت با یک سری از داده­هایی که در مرحله واسنجی استفاده نشده­اند، نرم­افزار اجرا می­ شود. در مرحله­ واسنجی، شبیه­سازی جریان انجام می­ شود. میزان نزدیکی جریان محاسباتی به جریان مشاهداتی حاکی از معتبر بودن مدل است و در غیر این صورت صحت و اعتبار مدل زیر سؤال خواهد بود. در صورتی­که اطلاعات کافی برای واسنجی و صحت سنجی مدل در دسترس نباشد، باید آنالیز حساسیت مدل به عوامل ورودی انجام گیرد تا میزان ثأثیر خطای اطلاعات ورودی روی نتایج خروجی مدل قابل بررسی باشد (راهنمای مطالعات فرسایش و رسوب در ساماندهی رودخانه­ها، ۱۳۸۶). صحت­سنجی آخرین مرحله­ ای است که باید بعد از واسنجی صورت گیرد.

۲-۵- نقش مدل­ها در پیش ­بینی روند فرسایش و رسوبگذاری

۲-۵-۱- مدل­های تجربی

روش­ها یا مدل­های تجربی مبتنی بر روابط مشتق شده از آنالیز رگرسیون بوده و معمولاٌ نیازمند تعداد زیادی داده هستند. در این مورد، دانش و علم ما به طور غیرمستقیم از طریق استخراج داده ­ها و آنالیز آن­ها منعکس می­ شود. عیب این نوع مدل­ها این است که قابلیت استفاده در خارج از محدوده­ استخراج داده ­ها را ندارند. این نوع مدل­ها در واقع توصیف ریاضی از داده ­ها بوده قادر به افزایش شناخت ما از سیستم نیستند (رفاهی، ۱۳۸۵). از جمله مدل­های تجربی معادله جهانی هدررفت خاک (USLE) بوده که برای برآورد میزان تلفات خاک از یک قطعه زمین و یا در طول یک شیب ارائه شده است و با بهره گرفتن از آن نمی­ توان میزان رسوبدهی حوزه ­های آبخیز را تخمین زد. مدل PSIAC و MPSIAC که در مقایسه با سایر روش­های تجربی موجود بیشترین عامل موثر در فرسایش خاک برای محاسبه فرسایش ویژه و تولید رسوب در نظر گرفته­اند. بنابراین می ­تواند بهتر از روش­های دیگر جواب بدهد. از مزایای این روش در نظر گرفتن شرایط فعلی فرسایش خاک و فرسایش رودخانه­ای می­باشد. مدل EPM و FAO نیز از روش­های تجربی برآورد رسوب می­باشد که میزان فرسایش خاک را بر اساس ارزیابی فاکتورهای موثر در فرسایش خاک و تولید رسوب در حوزه آبخیز می­باشند (رفاهی، ۱۳۸۵). بیشتر بررسی­های مدل­های تجربی برای فرسایش و رسوب بر این نکته اتفاق نظر دارند که در برآورد درست و دقیق از میزان رسوبدهی رخدادهای منفرد و ارزیابی مدل­های تجربی برآورد رسوب سیلاب­ها بیش از همه نمونه­برداری و ثبت هیدروگراف سیل از نظر میزان غلظت رسوب اهمیت دارد. در صورت وجود چنین پایه آماری می­توان برآورد مدل­های تجربی را تا حد ممکن اصلاح نمود. با فرض اینکه میزان رسوبدهی در زمان رخداد سیل با انجام نمونه­برداری از شاخه­ های صعودی و نزولی هیدروگراف می ­تواند بدست آید. این بررسی با هدف ارزیابی دقت و درستی مدل­های تجربی در برآورد رسوبدهی در زمان رخدادهای سیلابی انجام شد (رنگزن و همکاران، ۱۳۸۷). با توجه به گسترش روزافزون سخت­افزار و نرم­افزارهای کامپیوتری و همچنین پیچیدگی­های پدیده ­های فیزیکی مربوط به رودخانه، ضرورت توسعه مدل­های ریاضی و حل آن­ها به روش عددی بیشتر مورد توجه محققین قرار گرفته است. بعلاوه انعطاف­پذیری آن­ها سبب شده، تا بتوان آن­ها را به مسایل مختلف تعمیم داد. جریان در رودخانه­ها مشابه جریان در کانال­های روباز توسط معادلات دیفرانسیلی با مشتقات جزئی معرفی می­گردد. این معادلات در اغلب موارد حل تحلیلی ندارد، پس به روش­های عددی جهت تحلیل معادلات حاکم بر جریان در رودخانه­ها نیز داریم. به دلیل وجود پیچیدگی­های زیاد در پدیده ­های هیدرولیکی و رسوبی، لازم است قبل از طراحی و اجرای پروژه­ های مرتبط با این پدیده ­ها، از چگونگی عملکرد آن­ها اطلاعاتی بدست آورد شود. به منظور پیش ­بینی پدیده ­های پیچیده هیدرولیکی و رسوبی از روش­های شبیه­سازی و مدل­های فیزیکی و ریاضی بهره­ گیری می­ شود. چنانچه مراحل واسنجی و صحت­سنجی مدل­ها به خوبی صورت گیرد و عملکرد مدل تأیید گردد، پیش ­بینی مدل در خصوص پدیده ­های مورد مطالعه قابل اعتماد خواهد بود. مدل­های ریاضی به صورت یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی توسعه یافته و متناسب با اطلاعات موجود و نیازهای طراحی، هریک از آن­ها در شرایط خاص خود مورد استفاده قرار می­گیرند. با بهره گرفتن از مدل­های ریاضی ابعاد واقعی پدیده ­ها و برای دوره­ های زمانی طولانی قابل بررسی می­باشد. به طور کلی از روند تغییرات رودخانه در گذشته برای واسنجی و صحت­سنجی مدل­ها استفاده می­گردد و پس از تأیید عملکرد مدل، روند تغییرات در آینده با بهره گرفتن از مدل پیش ­بینی می­گردد.

۲-۵-۲- مدل­ها و نرم­افزارهای کامپیوتری

پیشرفت تکنولوژی و همچنین کامپیوتر و گسترش چشمگیر روش­های عددی در کاربردهای مهندسی، امکان شبیه­سازی بسیاری از پدیده ­های فیزیکی را به صورت مدل­های ریاضی و کامپیوتری در مبحث مهندسی رودخانه و هیدرولیک داده است. مدل­هایی که در علم مهندسی رودخانه تهیه می­شوند، به صورت­های یک­بعدی، دو بعدی و گاهاٌ سه بعدی ساخته شده ­اند. این مدل­ها کاربردهای متفاوتی دارند. از جمله کاربرد این مدل­ها در مهندسی رودخانه، پیش ­بینی الگوی جریان، روندیابی سیل، فرسایش و رسوبگذاری در کانال، تغییرات هندسی کانال­ها، جریان در محیط متخلخل، انتقال و انتشار آلودگی و … می­باشند (ره نورد و همکاران، ۱۳۹۱). بر اساس امکانات در دسترس، نوع و دقت مورد نیاز، میزان آمار اطلاعات مربوط به ویژگی­های محیطی نوع مدل مورد نیاز و مناسب را می­توان تعیین کرد. البته وجود این ابزارها به تنهایی نمی­تواند راه­گشای کاملی باشد و لازم است اطلاعات و اندازه ­گیری­های دقیقی از طبیعت در دسترس باشد و مدل را به ازای شرایط واقعی واسنجی نمود. بدیهی است که دقت نمونه­برداری اطلاعات در بخش­های مختلف هندسی، هیدرولیکی، رسوب، کیفیت آب و… رکن اصلی در بکارگیری این مدل­ها هستند و میزان اعتبار آن­ها بشدت متأثر از حجم اطلاعات آمار و نمونه­ها و کیفیت آن­ها می­باشد و بدون آن­ها خروجی معتبری از مدل بدست نخواهد آمد.

۲-۶- استفاده از مدل در سیلاب و انتقال رسوب

با توجه به گسترش روزافزون سخت­افزار و نرم­افزارهای موجود و همچنین پیچیدگی­های پدیده ­های فیزیکی مربوط به رودخانه، توسعه مدل­های ریاضی و حل آن­ها به روش عددی بیشتر مورد توجه محققین قرار گرفته است. این معادلات در اغلب موارد حل تحلیلی ندارد، پس به روش­های عددی جهت تحلیل معادلات حاکم بر جریان در رودخانه­ها نیاز است (ره­نورد و همکاران، ۱۳۹۱). پتانسیل انتقال رسوب بر اساس اندازه ذرات محاسبه می­ شود که به­موجب آن شبیه­سازی دسته­بندی و حفاظت هیدرولوژیکی امکان پذیر می­گردد. ویژگی­های عمده عبارت خواهند بود از: قابلیت مدل کردن یک شبکه کامل از آبراهه­ ها، لایروبی کردن کانال­ها، گزینه­ های مختلف گوره و پخش سیلاب و استفاده از چند معادله مختلف برای محاسبه انتقال رسوب.

۲-۶-۱- شبیه‌سازی جریان در رودخانه

مدل‌های ریاضی مبتنی بر حل عددی معادلات حاکم، به کاربر این امکان را می‌دهد تا بتواند وضعیت جریان و تغییرات بستر رودخانه در یک بازه و یا در مجاورت سازه خاصی را مدل نماید. مدل‌های ریاضی با توجه به روشی که برای حل معادلات در نظر می‌گیرند، چگونگی ورود اطلاعات، گزارش‌دهی، خصوصیات خروجی‌ها به‌ لحاظ ارائه و همچنین سرعت همگرایی جواب‌ها، با یکدیگر قابل رقابت هستند. از جمله خصوصیاتی که مدل‌ها بایستی دارا باشند، سهولت استفاده از آن­ها، امکانات جنبی مختلف از جمله امکانات گرافیکی مدل می‌باشد که به استفاده کننده در جهت تحلیل نتایج و کنترل اطلاعات ورودی و خروجی کمک می کند. مدل‌های تک‌‌ فازی و دو فازی که به‌صورت یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی در حالت‌های جریان ماندگار و غیرماندگار ساخته شده‌اند، می‌توانند جریان‌های رودخانه و جابجایی رسوب را تا حدود زیادی مدل نمایند. با توجه به نیاز و اهدافی که مد نظر است، استفاده کننده یکی از حالت‌های بالا را جهت مدل نمودن جریان و رسوب در رودخانه انتخاب خواهد کرد. توسعه هر مدل مبتنی بر ساده‌سازی‌هایی است که در معادلات دیفرانسیلی صورت می‌گیرد. حرکت آب و رسوب در طبیعت به صورت سه ‌بعدی می‌باشد. در مواردی که به‌دست آوردن الگوی جریان و رسوب در یک مقیاس کلی مد نظر باشد، از مدل‌های یک بعدی و دو بعدی بهره گرفته می‌شود. در این مدل‌ها، معادلات دیفرانسیل در یک یا دو بعد حل می‌گردند. مدل‌های ساده‌تر نیازمند اطلاعات اولیه کمتر و در نتیجه سرعت بیشتر در کسب اطلاعات بوده و همچنین جهت وارد نمودن اطلاعات اولیه به مدل، نیاز به حافظه کمتر و زمان اجرای کوتاه‌تر می‌باشد. این مدل‌ها به علت ساده‌سازی‌ها دارای دقت کمتری هستند. مدل‌های پیچیده‌تر برای شرایط پیچیده‌تر جریان به‌کار برده می‌شوند، هرچند این مدل‌ها نیازمند اطلاعات پیچیده‌تر بوده و برای اطلاعات ورودی هر مدل انتخابی نیز بایستی از اطلاعات موجود بهره‌گیری نمود. چنانچه اطلاعات داده شده به مدل به صورت قطعی نباشد، می‌توان این اطلاعات را در مرحله واسنجی مدل قطعی نمود. در این مرحله (واسنجی مدل) با توجه به شرایط خاص رودخانه، پاره‌ای از پارامترها که این رودخانه را از دیگر رودخانه‌ها متمایز می‌کند (‌از جمله ضریب زبری مانینگ و معادله حمل رسوب و …) با عمل واسنجی مدل، تعیین می‌گردد. مدل برای اطلاعات مشخص اجرا گردیده و جواب‌های حاصل از مدل با اطلاعات اندازه‌گیری شده (در صورتیکه موجود باشند) مقایسه می‌گردند. چنانچه جواب‌ها مناسب و منطبق بر داده‌های اندازه‌گیری شده نباشد، بایستی پارامترهای واسنجی با روش سعی و خطا طوری تغییر نماید که جواب‌های نزدیک به مقادیر اندازه‌گیری شده بدست آید (راهنمای مطالعات فرسایش و رسوب در ساماندهی رودخانه­ها، ۱۳۸۶). از آنجا که مدل‌های ریاضی، مبتنی بر فرضیات و ساده‌سازی‌هایی در معادلات جریان می‌باشند، چنانچه این فرضیات با واقعیت مطابقت بیشتری داشته باشد، نتایج بدست آمده از مدل با واقعیت تطابق بیشتری خواهد داشت. همچنین در تعیین پارامترهای واسنجی که برای شرایط خاصی از جریان تعیین می‌گردند و سپس برای کلیه شرایط جریان تعمیم داده می‌شوند، بایستی دقت لازم اعمال گردد. برای مدل نمودن رودخانه و انتخاب مدل مناسب چندین عامل را باید در نظر گرفت که در اینجا به اعم آن­ها اشاره و براساس آنها مدل انتخاب می‌گردد. یکی از مهم‌ترین عوامل، هدف مطالعه است. در صورتی‌که هدف از مطالعه، بررسی بخش کوچکی از رودخانه است که آن بخش شامل تغییرات ناگهانی در پلان و مقطع باشد، به گونه‌ای که تغییرات سرعت در پلان و مقطع بایستی به دقت مورد بررسی قرار گیرد به ناچار از مدل سه‌بعدی استفاده می‌‌گردد. بخش کوچک شامل بازه‌ای از چند متری تا حداکثر چند ده‌ متری را می‌تواند شامل شود. چرا که بزرگتر از آن یا تغییرات سرعت و پارامترهای جریان در پلان و مقطع را پوشش نمی‌دهد و یا در صورت کوچک کردن فواصل برای حل عددی تعداد متغیرها چنان زیاد می‌شود که کامپیوترهای معمولی قادر به حل آن نبوده و یا زمان بسیار زیادی برای حل آن نیاز می‌باشد. محدودیت مدل‌های دوبعدی نسبت به مدل سه‌بعدی کمتر بوده و بازه‌های بزرگتر را می‌تواند مورد ارزیابی قرار دهد. در همین‌جا می‌توان متذکر شد که علاوه بر هدف از مطالعه، طول بازه مورد مطالعه نیز پارامتر بسیار مهم دیگری است که در تصمیم‌گیری موثر می‌باشد.

۲-۷- انتقال رسوب و اثرات آن

رسوب^[۱]: عموماً به مواد معلق در آب اخیراً نهشته شده از محلول معلق و نیز مواد محلول در آب و موادی که به صورت خزش، جهش و یا غلتیدن در بستر رودخانه حمل می شود اطلاق می­گردد در مجموع این واژه برای کلیه انواع نهشته­های جریان­ها، رودخانه­ها، دریچه­ها و دریاها اطلاق می­گردد (مهدوی، ۱۳۸۸).
بار رسوبی عبارت است از کل رسوب خروجی از یک حوزه که مقدار آن در یک نقطه مرجع و در یک دوره زمانی خاص قابل اندازه گیری باشد.
فرایند تولید رسوب، حمل و رسوبگذاری در رودخانه­ها بخشی از سیکل هیدرولوژی به حساب می آید به طوری که ممکن است قانون طبیعی حرکت رسوب، پراکنش مکانی و زمانی و روند آن تحت تأثیر تغییرات جهانی اقلیم قرار گیرد (وروانی و همکاران، ۱۳۸۰). مقدار تولید رسوب، چگونگی و زمان رسوبدهی، اندازه و ترکیب دانه­ های رسوبی، انتقال آن در بین شبکه آبراهه­ ها از ویژگی­های مهم رژیم رسوبدهی حوزه ­های آبخیز به شمار می­رود (Reid, 1993؛ Long Yoqian, 1992). مهمترین خسارات ناشی از انتقال رسوب عبارتند از(چوچی و رضوی، ۱۳۸۵):
۱- تخریب پل­ها و سازه های کنار رودخانه.
۲- عمیق تر شدن بستر کانال­ها.
۳- کاهش پتانسیل انتقال رسوب در پائین دست.
۴- پر شدن کانال­های آبرسانی و کاهش عمق رودخانه ها.
۵- رسوب گذاری در مخازن پشت سد و کاهش ظرفیت مخزن و… .
۶- انتقال آلودگی­ها.

۲-۸- اهمیت تعیین بار رسوبی رودخانه­ها