Persian
Language
Geographical Research is Published in Persian Fulltext.
دوره 38، شماره 3 - ( 1402 )
جلد 38 شماره 3 صفحات 380-373 |
برگشت به فهرست نسخه ها
نوع مقاله:
موضوع مقاله:
History
دریافت: 1402/5/17 | پذیرش: 1402/6/29 | انتشار: 1402/7/10
دریافت: 1402/5/17 | پذیرش: 1402/6/29 | انتشار: 1402/7/10
How to cite this article
Galoie M, Motamedi A. Evaluation of the Vertical Piers Impact on Debris Flow Hazard Mitigation Using a Numerical Model. GeoRes 2023; 38 (3) :373-380
URL: http://georesearch.ir/article-1-1511-fa.html
URL: http://georesearch.ir/article-1-1511-fa.html
گلوئی مجید، معتمدی آرتمیس. ارزیابی اثر پایه‌های قائم بر کاهش خطر ناشی از جریان واریزه‌ای با استفاده از یک مدل عددی. فصل‌نامه تحقیقات جغرافیایی. 1402; 38 (3) :373-380
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Rights and permissions
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Authors
مجید گلوئی1 
، آرتمیس معتمدی* 2
، آرتمیس معتمدی* 2
1- گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
2- گروه مهندسی عمران، مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا، قزوین، ایران
2- گروه مهندسی عمران، مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا، قزوین، ایران
چکیده (423 مشاهده)
اهداف: یکی از پدیده‌های مخرب طبیعی که اغلب به صورت ناگهانی رخ می‌دهد و باعث خسارت‌های شدید مالی و جانی می‌شود، جریان واریزه‌ای است. روش‌های مختلفی به منظور کنترل جریان واریزه‌ای پیشنهاد شده است اما تحلیل جریان واریزه‌ای با وجود معادلات پیچیده حاکم بر آن بسیار دشوار و تقریباً غیرممکن است. هدف اصلی پژوهش حاضر ارزیابی تاثیر پایه‌های عمودی بر کنترل جریان واریزه‌ای است.
روش‌شناسی: این پژوهش از نوع تجربی-محاسباتی بوده و در سال ۱۴۰۲ در منطق سولقان واقع در شمال غرب شهر تهران که یکی از مناطق مستعد وقوع پدیده جریان واریزه‌ای بود انجام شد. در این پژوهش اثر پایه‌های کوتاه بتنی بر کاهش سرعت جریان و متوقف‌نمودن آن با استفاده از مدل عددی RAMMS و از طریق شبیه‌سازی و نحوه کنترل جریان‌های واریزه‌ای بررسی شد. سپس چیدمان مختلفی از پایه‌ها در محل‌های مختلف مسیر حرکت جریان در نظر گرفته شد و نتایج مدل‌سازی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: قرارگیری پایه‌ها به صورت ترکیب مثلثی با راس به سمت پایین‌دست، موثرترین حالت بود و نقش مهمی در کاهش اندازه حرکت، پهنه تاثیر و طول جابه‌جایی جریان داشت. همچنین در حالتی که این پایه‌ها در قسمت پایین دامنه قرار داده شدند، عملکرد بسیار مناسب‌تری در توقف جریان داشتند.
نتیجه‌گیری: به‌کارگیری پایه های قائم در مسیر جریان واریزه‌ای می‌تواند باعث کاهش چشمگیر اندازه حرکت، پهنه تاثیر و فاصله جابجایی جریان واریزه‌ای گردد. میزان تاثیر گروه پایه‌ها بر جریان، بستگی به نحوه آرایش پایه‌ها، ابعاد و فاصله بین آنها دارد. با استفاده از مدل عددی، می‌توان بهترین گزینه را انتخاب نمود.
روش‌شناسی: این پژوهش از نوع تجربی-محاسباتی بوده و در سال ۱۴۰۲ در منطق سولقان واقع در شمال غرب شهر تهران که یکی از مناطق مستعد وقوع پدیده جریان واریزه‌ای بود انجام شد. در این پژوهش اثر پایه‌های کوتاه بتنی بر کاهش سرعت جریان و متوقف‌نمودن آن با استفاده از مدل عددی RAMMS و از طریق شبیه‌سازی و نحوه کنترل جریان‌های واریزه‌ای بررسی شد. سپس چیدمان مختلفی از پایه‌ها در محل‌های مختلف مسیر حرکت جریان در نظر گرفته شد و نتایج مدل‌سازی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: قرارگیری پایه‌ها به صورت ترکیب مثلثی با راس به سمت پایین‌دست، موثرترین حالت بود و نقش مهمی در کاهش اندازه حرکت، پهنه تاثیر و طول جابه‌جایی جریان داشت. همچنین در حالتی که این پایه‌ها در قسمت پایین دامنه قرار داده شدند، عملکرد بسیار مناسب‌تری در توقف جریان داشتند.
نتیجه‌گیری: به‌کارگیری پایه های قائم در مسیر جریان واریزه‌ای می‌تواند باعث کاهش چشمگیر اندازه حرکت، پهنه تاثیر و فاصله جابجایی جریان واریزه‌ای گردد. میزان تاثیر گروه پایه‌ها بر جریان، بستگی به نحوه آرایش پایه‌ها، ابعاد و فاصله بین آنها دارد. با استفاده از مدل عددی، می‌توان بهترین گزینه را انتخاب نمود.
واژه‌های کلیدی:
فهرست منابع
1. Armanini A, Michiue M, editors (1997). Recent developments on debris flows. Heidelberg: Springer. [DOI:10.1007/BFb0117757]
2. Bezak N, Sodnik J, Mikoš M (2019). Impact of a random sequence of debris flows on torrential fan formation. Geosciences. 9(2):64. [DOI:10.3390/geosciences9020064]
3. Cui P, Zeng C, Lei Y (2015). Experimental analysis on the impact force of viscous debris flow. Earth Surface Processes and Landforms. 40(12):1644-1655. [DOI:10.1002/esp.3744]
4. De Finis E, Gattinoni P, Marchi L, Scesi L (2018). Anomalous alpine fans: From the genesis to the present hazard. Landslides. 15(4):683-694. [DOI:10.1007/s10346-017-0894-8]
5. Di Perna A, Cuomo S, Martinelli M (2022). Empirical formulation for debris flow impact and energy release. Geoenvironmental Disasters. 9(8). [DOI:10.1186/s40677-022-00210-9]
6. Etemad Online (2022). A Huge landslide in Chalous road disconnected running water [Internet]. Tehran: Etemad Online [Cited 2023, 26 Nov]. Available from: https://www.etemadonline.com/%d8%a8%d8%ae%d8%b4-%d8%a7%d8%ac%d8%aa%d9%85%d8%a7%d8%b9%db%8c-23/618513-%d9%84%d8%ba%d8%b2%d8%b4-%d8%b2%d9%85%db%8c%d9%86-%d8%b3%db%8c%d9%84%d8%a7%d8%a8-%d8%ac%d8%a7%d8%af%d9%87-%da%86%d8%a7%d9%84%d9%88%d8%b3
7. Fan JH, Galoie M, Motamedi A (2020). Mitigation of the amplitude and celerity of dam break shock wave using combination of groyne and vertical pier. Journal of Mountain Science. 17(6):1452-1461. [DOI:10.1007/s11629-019-5897-6]
8. Fan J, Motamedi A, Galoie M (2021). Impact of downstream lakes on dam break wave attenuation. Natural Hazards. 106(1):595-612. [DOI:10.1007/s11069-020-04479-7]
9. Fan J, Galoie M, Motamedi A, Huang J (2021). Assessment of land cover resolution impact on flood modeling uncertainty. Hydrology Research. 52(1):78-90. [DOI:10.2166/nh.2020.043]
10. Fan J, Motamedi A, Galoie M (2021). Impact of C factor of USLE technique on the accuracy of soil erosion modeling in an elevated mountainous area (case study: The Tibetan plateau). Environment, Development and Sustainability. 23(8):12615-12630. [DOI:10.1007/s10668-020-01133-x]
11. Farsnews (2023). Some parts of Chalous road is destroyed [Internet]. Tehran: Fars Media Corporation [Cited 2023, 26 Nov]. Available from: https://www.farsnews.ir/alborz/news/14020319000322/%D8%A8%D8%AE%D8%B4%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A7%D8%B2-%D8%AC%D8%A7%D8%AF%D9%87-%DA%86%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B3-%D8%A2%D8%B3%DB%8C%D8%A8-%D8%AC%D8%AF%DB%8C-%D8%AF%DB%8C%D8%AF%D9%87-%D8%A7%D8%B3%D8%AA
12. Frank F, McArdell BW, Oggier N, Baer P, Christen M, Vieli A (2017). Debris-flow modeling at Meretschibach and Bondasca catchments, Switzerland: sensitivity testing of field-data-based entrainment model. Natural Hazards and Earth System Sciences. 17(5):801-815. [DOI:10.5194/nhess-17-801-2017]
13. Galoie M, Motamedi A (2021). Optimization of export coefficient model based on precipitation and terrain impact factors. Geographical Researches. 36(4):337-346. [Persian]
14. Gong XL, Chen KT, Chen XQ, You Y, Chen JG, Zhao WY, Lang J (2020). Characteristics of a debris flow disaster and its mitigation countermeasures in Zechawa Gully, Jiuzhaigou Valley, China. Water. 12(5):1256. [DOI:10.3390/w12051256]
15. Hussin HY, Quan Luna B, Van Westen CJ, Christen M, Malet JP, Van Asch ThWJ (2012). Parameterization of a numerical 2-D debris flow model with entrainment: A case study of the Faucon catchment, Southern French Alps. Natural Hazards and Earth System Sciences. 12(10):3075-3090. [DOI:10.5194/nhess-12-3075-2012]
16. Jakob M, Hungr O (2005). Debris-flow hazards and related phenomena. Heidelberg: Springer.
17. Ji F, Dai Z, Li R (2020). A multivariate statistical method for susceptibility analysis of debris flow in southwestern China. Natural Hazards and Earth System Sciences. 20(5):1321-1334. [DOI:10.5194/nhess-20-1321-2020]
18. King HM (2018). What is a debris flow?. Geoscience News and Information.
19. Krušić J, Abolmasov B, Samardžić-Petrović M (2019). Influence of DEM resolution on numerical modeling of debris flows in RAMMS-Selanac case study. Proceedings of the 4th Regional Symposium on Landslides in the Adriatic-Balkan Region. [DOI:10.35123/ReSyLAB_2019_27]
20. RAMMS (2022). RAMMS debris flow user's manual 1.8.0". Davos: WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF. P. 120.
21. Takahashi T (2007). Debris flow: Mechanics, prediction and countermeasures. 1st ed. London: Taylor & Francis. [DOI:10.1201/9780203946282]
22. Takahashi T, Das DK (2014). Debris flow: Mechanics, prediction and countermeasures. 2nd Edition. London: CRC press.
23. Termini D, Fichera A (2020). Experimental analysis of velocity distribution in a coarse-grained debris flow: A modified Bagnold's equation. Water. 12(5):1415. [DOI:10.3390/w12051415]
24. Wang GL (2013). Lessons learned from protective measures associated with the 2010 Zhouqu debris flow disaster in China. Natural Hazards. 69:1835-1847. [DOI:10.1007/s11069-013-0772-1]
25. Xiong M, Meng X, Wang S, Guo P, Li Y, Chen G, et al (2016). Effectiveness of debris flow mitigation strategies in mountainous regions. Progress in Physical Geography: Earth and Environment. 40(6):768-793. [DOI:10.1177/0309133316655304]
26. Zhao H, Yao L, You Y, Wang B, Zhang C (2018). Experimental study of the debris flow slurry impact and distribution. Shock and Vibration. 2018(4):1-15. [DOI:10.1155/2018/5460362]
27. Zhou W, Fang J, Tang C, Yang G (2019). Empirical relationships for the estimation of debris flow runout distances on depositional fans in the Wenchuan earthquake zone. Journal of Hydrology. 577:123932. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2019.123932]
28. Zimmermann F, McArdell BW, Rickli C, Scheidl C (2020). 2D runout modeling of hillslope debris flows, based on well-documented events in Switzerland. Geosciences. 10(2):70. [DOI:10.3390/geosciences10020070]