سنجش قیاسی پارامترهای مؤثر بر حرکت موج سیلاب از طریق مشاهدات میدانی و آزمایش‌های عددی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

چکیده

روندیابی فرآیندی است که برای پیش­بینی تغییرات زمانی و مکانی هیدروگراف سیلاب در حین عبور آن از یک بازه رودخانه استفاده می­شود. اثرات ذخیره و مقاومت جریان در یک بازه رودخانه به صورت تغییرات شکلی و زمانی هیدروگراف در حین حرکت موج سیلاب از بالادست به پایین دست نمود پیدا می­کنند. روش­های روندیابی سیل را می­توان به صورت هیدرولوژیکی و هیدرولیکی طبقه­بندی نمود. روش­های هیدرولوژیکی از اصول معادله پیوستگی و رابطه بین دبی و ذخیره موقت حجم اضافی آب در طول دوره سیلاب استفاده می­کنند. روش­های روندیابی هیدرولیکی، شامل حل­ عددی معادلات یک بعدی سنت­ونانت و معادلات غیردائمی متغیر تدریجی در کانال­های باز می­باشند. در این مطالعه، پس از مقایسه نتایج خروجی مدل‍های توسعه داده شده­ هیدرولیکی با مشاهدات میدانی و اطمینان از صحت و دقت برنامه نویسی، سپس طی یک سری آزمایشهای عددی جامع مطالعه استقراری عوامل شیب کف کانال، ضریب زبری مانینگ، فاکتور شکل هیدروگراف ورودی، زمان تا اوج، گام­ مکانی، گام زمانی، پارامتر وزنی و ترم‌های مختلف معادلات سنت­ونانت پرداخته شده است. نتایج نشان می­دهد که اثرات خطای پارامترهای ورودی بر روی نتایج خروجی در بعضی موقعیت­های خاص نظیر مقادیر کمتر ضریب زبری و یا مقادیر بزرگتر شیب کف برای مشخصات هیدروگراف طراحی، مقادیر بزرگتر فاکتور شکل هیدروگراف و یا زمان تا اوج برای مشخصات کانال، مقادیر بزرگتر ضریب زبری و یا شیب کف برای گام مکانی و مقادیر کوچکتر ضریب زبری و یا مقادیر بزرگتر شیب کف برای گام زمانی و پارامتر وزنی، بیشتر می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Effective Parameters on Flood Wave Movement through Field Application and Numerical Experiments

نویسندگان [English]

  • Reza Barati 1
  • Gholam Hosein Akbari 2
1 Department of Civil & Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering, Sistan and Baluchestan University, Zahedan, Iran
چکیده [English]

Routing is a process used to predict the temporal and spatial variations of a flood hydrograph as it moves through a river reach. The effects of storage and flow resistance within a river reach are reflected by changes in hydrograph shape and timing as the flood wave moves from upstream to downstream. Flood routing procedures may be classified as either hydrological or hydraulics. Hydrological methods use the principle of continuity and a relationship between discharge and temporary storage of excess volumes of water during the flood period. Hydraulic methods of routing involve the numerical solutions of the one dimensional Saint-Venant equations of gradually varied unsteady flow in open channels. In this study, firstly the developed hydraulic models were verified by field observations, secondly the posteriori investigation of channel bed slope, Manning’s roughness coefficient, inflow hydrograph shape factor, time to peak, space step, time step, weighting factor, and the different terms of Saint-Venant equations were studied through the comprehensive numerical experiments. The results indicate that the effects of input parameter errors on the output results are more significant in special situations, such as lower values of Manning’s roughness coefficient and/or a steeper bed slope on the characteristics of a design hydrograph, larger values of the skewness factor and/or time to peak on the channel characteristics, larger values of Manning’s roughness coefficient and/or the bed slope on the space step, and lower values of Manning’s roughness coefficient or a steeper bed slope on the time step and weighting factor.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flood modeling
  • Dynamic Wave
  • Simplified Models
  • Numerical Experiments