A Study of Sediment Transport in Pasak River Using MIKE21 Model
Main Article Content
บทคัดย่อ
The purpose of this study is to simulate the hydrodynamic and sediment transport conditions in Pasak river between a downstream portion of Rama XI dam and a confluence of Chao Phraya river by an application of MIKE21-HD/ST model. First, observed data of river cross section, discharge, water level, and sediment in Pasak river were collected during year 2013-2014. The result of calibration and verification of MIKE21-HD along Pasak river found that the Manning’n roughness coefficient for the whole river is equal to 0.0286, which gave the calculated water level close to the observed values at Nakhon Luang station. It provides statistical index of R and RMSE equal to 0.85 and 0.17 m, respectively. The MIKE21-ST in conjugate with MIKE21-HD models were calibrated using steady state condition in the range of discharge between 100 to 750 m^3/s and measured soil sediment in four places along the river. It found that the average grain size was around 0.12 mm, unit weight of sediment equal to 2,650 kg/m^3, average porosity equal to 0.4 , and settling velocity equal to 0.0109 m/s. The calibration results showed that the rate of bed level change has a sedimentation rate in the range of 0.66 to 0.95 m/yr and the sedimentation rate is directly proportional to the flow rate which corresponds to the results analyzed by the physical model. Finally, MIKE21-HD/ST model was applied to analyze the annual sedimentation rate during year 2007-2012 by dividing into two case studies namely 1) steady flow boundary condition and 2) unsteady flow boundary condition. The result showed that case 1 the average annual sedimentation rate is around 0.76 m/yr while case 2 the average rate is around 0.22 m/yr. It will be seen that the sedimentation rate of steady flow is more than unsteady flow conditions on average approximately 29% . Since unsteady flow model simulation is more similar to the real flow condition in Pasak river. However, sedimentation rate obtained from mathematical models are significantly higher than the actual because of sediment load input to the model was an average throughout the river. In the fact that sediment load varies unequal both in each month and section of the river.
Article Details
สมาคมวิศวกรรมเกษตรแห่งประเทศไทย
Thai Socities of Agricultural Engineering
References
กรมทรัพยากรน้ำ. 2546. โครงการจัดทำแผนรวมการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำในลุ่มน้ำป่าสัก; รายงานฉบับสุดท้าย (รายงานหลัก). กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม, กรุงเทพฯ.
กรมชลประทาน. 2553. โครงการจัดทำแผนพัฒนาการชลประทานระดับลุ่มน้ำอย่างเป็นระบบ, ลุ่มน้ำป่าสัก (12). กระทรวงเกษตรและสหกรณ์, กรุงเทพฯ.
ศูนย์วิจัยวิศวกรรมและการจัดการน้ำ (วารี) ภาควิชาวิศวกรรมโยธา. 2557. โครงการศึกษา สำรวจ ออกแบบป้องกันตลิ่งและการขุดล่องเพื่อการเดินเรือในแม่น้ำป่าสัก. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, กรุงเทพฯ.
ชัยยุทธ ชินณะราศรี. 2550. กลศาสตร์แม่น้ำและกระบวนการธารน้ำ. หน่วยงานส่งเสริมการสร้างตำรา กองบริการการศึกษา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, กรุงเทพฯ.
ณัฐวุฒิ อินทบุตร และ วิษุวัฒก์ แต้สมบัติ. 2555. การศึกษาการปรับเทียบแบบจำลองอุทกพลศาสตรของแม่น้ำท่าจีนภายใต้อิทธิพลของระดับน้ำทะเล. การประชุมโยธาแห่งชาติครั้งที่ 17 มหาวิทยาเกษตรศาสตร์. 9 - 11 พฤษภาคม 2555.
รวิทย์ มีสุข, สุรเจตส์ บุญญาอรุณเนตร, สินีนาฏ ศรีมงคล, ไอศวรรย์ ชั้นกาญจน์ และ รอยล จิตรดอน. 2552. การศึกษาการพัดพาตะกอนในคลองมหาชัยและคลองหลวง จ.สมุทรสาคร. การประชมวิชาการวิศวกรรมโยธาแห่งชาติครั้งที่ 14 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี. 13 -15 พฤษภาคม 2552.
วราวุธ วุฒิวณิชย์. 2553. การวิเคราะห์ความแม่นยำของแบบจำลองโดยใช้ Nash-Sutcliffe Efficiency และ R2. ชลกร “วันชชาติ”. 4 มกราคม 2553.
วิษุวัฒก์ แต้สมบัติ. 2552. การจำลองแบบการไหลแบบ 2 มิติด้วยแบบจำลอง MIKE21 HDFM บริเวณพื้นที่ชายฝั่งท่าเรือเมืองดาร์วิน ประเทศออสเตรเลีย. การประชุมโยธาแห่งชาติครั้งที่ 14 มหาวิทยาเทคโนโลยีสุรนารี. 13 - 15 พฤษภาคม 2552.
วิษุวัฒก์ แต้สมบัติ. 2556. การวิเคราะห์และการจำลองระบบทางชลประทาน. ภาควิชาวิศวกรรมชลประทาน คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
สถาบันสารสนเทศทรัพยากรน้ำและการเกษตร. 2554. สภาพปัญหาด้านน้ำท่วมลุ่มน้ำป่าสัก. ลุ่มน้ำป่าสก. แหล่งข้อมูล: http://www.haii.or.th. เข้าถึงเมื่อ 2 ธันวาคม 2554.
Bourgoin, L.M., Bonnet, M.P., Martinez, J.M., Ko-suth, P., Cochonneau, G., Moreira-Turcq, P., Guyot, J.L., Vauchel, P., Filizola, N., Seyler, P. 2007. Temporal dynamics of water and sediment exchanges between the Curuaı´flood-plain and the Amazon River, Brazil. Journal of Hydrology 335, 140– 156.
Duc, B.M., Wenka, T., Rodi, W. 2004. Numerical Modeling of Bed Deformation in Laboratory Channels. Journal of Hydraulic Engineering 130; 894-904.
DHI Water Environment and Health. 2007 a. MIKE 21 & MIKE 3 FLOW MODEL FM, Sand Transport Module, Scientific Documentation. Denmark.
DHI Water Environment and Health. 2007 b. MIKE 21 & MIKE 3 Flow Model FM, Hydrodyna-mic Module, Step-by-Step training guide. Den-mark.
DHI Water Environment and Health. 2007 c. MIKE 21 & MIKE 3 Flow Model FM, Hydrodynamic and Transport Module, Scientific Documentation. Denmark.
DHI Water Environment and Health. 2007 d. MIKE 21 ST Non-Cohesive Sediment Transport Module, User Guide. Denmark.
Gharibreza, M., Habibi, A., Imamjomeh, S.R., Ashraf, M.A. 2014. Coastal processes and sedimentary facies in the Zohreh River Delta (Northern Persian Gulf). Catena 122, 150–158.
Hardy, R.J., Bates, P.D, Anderson, M.G. 2000. Modelling suspended sediment deposition on a fluvial floodplain using a two-dimensional dynamic finite element model. Journal of Hydrology 229, 202-218.
Poulsen, J.B., Hansen, F., Ovesen, N.B., Larsen, S.E., Kronvang, B. 2013. Linking floodplain hydr-aulics and sedimentation patterns along a restored river channel: River Odense, Denmark. The Journal of Ecological Engineering 66; 120-128.
van Rijn, L.C. 1984. Sediment Transport, Part I: Bed Load Transport. Journal of Hydraulic Engi-neering 110, 1431–1456.
Wu, W., M.ASCE. 2004. Depth-Averaged Two-Dimensional Numerical Modeling of Unsteady Flow and Nonuniform Sediment Transport in Open Channels. Journal of Hydraulic Engineering 130; 1013-1024.