تحلیلی بر صحت سنجی ضریب انشعاب دبی اوج حوضه های آبخیزدر راستای برنامه ریزی کنترل سیلاب نمونه موردی:حوضه آبخیز فارسبان- استان همدان

علیرضا غلامی ¹ ( دانش آموخته دکتری سازه های آبی، دانشگاه بوعلی سینا همدان )
مجید حیدری ² ( دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا )
بهرام رضایی ³ ( استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه بوعلی سینا همدان، ایران )

تاريخ الإرسال : 05 الثلاثاء , جمادى الأولى, 1444 تاريخ التأكيد : 14 الإثنين , شعبان, 1444

الکلمات المفتاحية: سیلاب, معادلات سنت ونانت, موج دینامیک, روند‌یابی معکوس, ضریب تقسیم,

ملخص المقالة :

در حوضه­های آبخیز با آمار ناقص هیدروگراف سیلاب، یکی از روش­های بسیار کاربردی، روندیابی است. یکی از زیرمجموعه­­های روندیابی، روش هیدرولیکی بوده که در مسیل­های چند شاخه و با آمار ناقص کاربرد دارد. در این رابطه روش موج دینامیک یکی از پیچیده­ترین و دقیق­ترین روش­های روندیابی هیدرولیکی است که با حل عددی کامل معادلات سنت ونانت صورت می­پذیرد. با در نظر گرفتن هیدروگراف خروجی یک جریان به عنوان معلومات مسئله و خصوصیات مسیر جریان، معادلات سنت ونانت با روش تفاضل محدود حل شده و هیدروگراف ورودی محاسبه می­گردد. در این پژوهش، روش مذکور به عنوان روندیابی معکوس مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آن با مشاهدات مقایسه شد. یک جریان به صورت غیرماندگار ایجاد گردید و بدون درنظر گرفتن تلفات مسیر، برداشت­هایی انجام شد. سپس داده­های بدست آمده در محیط متلب کدنویسی و جهت روندیابی، مورد کنترل قرار گرفت. پس از این مرحله، ضرایب تقسیم انشعاب برای تعدادی از هیدروگراف­های ورودی به انشعاب، اندازه­گیری و مابقی ضرایب تقسیم از روش­های ریاضی محاسبه گردید. پس از آن با استفاده از پارامترهای آماری میانگین مربعات خطا، درصد خطای نسبی، درصد خطای ماکزیمم و درصد خطای مینیمم، نتایج بدست آمده مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد مدل ایجاد شده جهت محاسبه هیدروگراف­های ورودی دقت بالایی دارد. نتایج روندیابی معکوس در 9 هیدروگراف ایجاد شده نشان داد بین خروجی­های برنامه با مشاهدات تطابق خوبی وجود دارد ضمن آنکه بررسی ضرایب تقسیم دبی بیانگر آن بود که این ضرایب با درصد خطای مجاز مطابقت دارد. این موضوع با بدست آمدن خطای نسبی ماکزیمم و مینیمم کمتر از 10 درصد در ضرایب تقسیم بیان گردید. نتایج این پژوهش می­تواند پس از صحت­سنجی به صورت میدانی به منظور برآورد مشخصات سیل در یک مسیل که در ایستگاه­های سیل­سنجی آن در طول مسیر آمار­برداری درستی انجام نشده مورد استفاده قرار گیرد.

المصادر:

1. Olad Ghaffari, Abul Fatah, Fakheri Fard, Ahmed, Nazimi, Amir Hossein and Qurbani, Mohammad Ali (2009). "Hydraulic trending of flooding by dynamic wave method and comparison with linear and non-linear Muskingum hydrological trending (case study: Liqvan Chai)". Water Science Journal, Volume 1, Number 3, Page 48-60.


2. Baha'ain, Farzam (1380). "Flood trends of the Merg river using the four-point technique of the finite difference method". The 3rd Iranian Hydraulic Conference, November 15-17, Technical Faculty of Tehran University.


3. Qabadian, Rasoul, Qurbani, Mohammad Ali, Khalaj, Masoumeh (2013) "Investigation of the performance of the gene expression programming method in Zangmar River flood trends in comparison with the dynamic wave method". Water and soil journal, volume 27, number 3, page 592- 602.


4. Mohammad Wali Samani, Hossein, Hachik, Ali, Farhadi, Shaghaiq (2013) "Flood hydrological analysis using the linear Muskingum method in the system of multi-branch rivers with optimization by genetic algorithm". Scientific-Research Journal of Hydraulics, Volume 8, Number 1, page 83-92.


5. Pirnia, Ali, Rahimi Shoushtari, Mostafa, Mahmoudian Shoushtari, Mohammad and Rahimi Shoushtari, Mohsen (2011). "Investigating the effect of different terms of the momentum equation on flood trends in river engineering studies (case study of Maron river)". 9th International Congress of Civil Engineering, May 19 to 21. Isfahan University of Technology.


6. Abbasizadeh, Majid, Mahdavi, Mohammad and Selajgha, Ali (2009). "Evaluation of the effectiveness of flood hydrological trending methods in Dez River". Natural Geography Quarterly, third year, number 9, page 63-76.


7. Artichowicz, W., and Szymkiewicz, R. (2009). “Inverse Integration of the Open Channel Flow Equatins”. International Symposium on water Management and Hydraulic Engineering, 89- 96.


8. Chaudhry, M.H. (1993). “Open Channel Flow”. Prentice-Hall Inc. New Jersey, 483 pp.


9. Chow, V.T., Maidment, D.R., and Mays, L.W. (1988). “Applied hydrology”. Mc Grew-Hill, 572p.


10. Hamid Abdulwahid, M., and NaiefKadhim, K. (2014). “Inverse Flood Wave Routing Using Saint Venant Equations”. Journal of Babylon University, Engineering Sciences, Vol.(22): 60-66.


11. Hossain, M.M., and FerdousEma, J. (2013). “Soulation of Kinematic Wave Equation using Finite Difference Method and Finite Element Method”. Global Journal of Science Frontier Ressearch Mathematics and Decision Sciences, Vol 13(6): 25-35.‏


12. Maidment, D.R. (1993). “Handbook of Hydrology.” Chapter 10: Flood Routing, McGraw-Hill Book Company.


13. Saghafian, B., Jannaty, M.H., and Ezami. N. (2014). “Inverse hydrograph routingoptimization model based on the kinematic wave approach”. Engineering Optimization, University of Southern California, 04 October.


14. Eleonora Spada,Marco Sinagra,Tullio Tucciarelli,Silvia Barbetta,Tommaso Moramarco,Giovanni Corato,First published. ( 2017). “Assessment of river flow with significant lateral inflow through reverse routing modeling”. Hydrol Process 31:1539–1557


15. Shamaa, M.T., and Karkuri, H.M. (2011). “Implicit Numerical Scheme For Regulating Unsteady Flow In Open Channel”. Fifteenth International Water Technology Conference, Alexandria, Egypt.


16. Gokmen Tayfur , Tommaso Moramarco. (2022). “ Kinematic reverse flood routing in natural rivers using stage data”. Applied Water Science 12:182


17. Biswadeep Bharali, Utpal Kumar Misra. (2022). “ Numerical Approach for Channel Flood Routing in an Ungauged Basin: a Case Study in Kulsi River Basin, India“.Water Conservation Science and Engineering


18. Kwan Tun Lee , Pin-Chun Huang. (2012). “Evaluating the adequateness of kinematic-wave routing for flood forecasting in midstream channel reaches of Taiwan “Journal of Hydroinformatics.


19. T. Tingsanchali, (2012). “Urban flood disaster management “.Procedia Engineering 32 : 25 – 37