مقایسه بده آزمایشگاهی و روندیابی شده هیدرولیکی معکوس در نقطه اتصال یک انشعاب به نهر اصلی

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 3، دوره 12، شماره 42، آبان 1398، صفحه 28-36   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

علیرضا غلامی¹؛ مجید حیدری^{* 2}؛ بهرام رضائی³

¹دانشجوی دکترای دانشگاه بوعلی سینا همدان

²استادیار گروه آب دانشگاه بوعلی سینا

³استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه بوعلی سینا

تاریخ دریافت: 08 شهریور 1396،  تاریخ بازنگری: 14 بهمن 1396،  تاریخ پذیرش: 06 بهمن 1398 

چکیده

روندیابی یکی از قدیمی­ترین روش­های محاسبه آب نگار خروجی می­باشد. روش موج پویا یکی از پیچیده ترین و دقیق­ترین روشهای روندیابی است که با حل عددی کامل معادلات سنت ونانت انجام می­گردد. با در نظر گرفتن آب نگار خروجی یک جریان به عنوان معلومات مسئله و خصوصیات مسیر جریان، معادلات سنت ونانت با روش تفاضل محدود حل شده و آب نگار ورودی محاسبه گردید. این روش به عنوان روندیابی معکوس مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آن با مشاهدات آزمایشگاهی مقایسه شد.یک جریان به صورت غیرماندگار ایجاد گردید وبدون درنظر گرفتن تلفات مسیر،برداشت آزمایشگاهی انجام شد و داده های آزمایشگاهی با برنامه نوشته شده جهت روندیابی تنظیم گردید. سپس با استفاده از فراسنجهای آماری نتایج بدست آمده، بررسی ونشان داده شد شبیه ایجاد شده جهت محاسبه آب نگار­های ورودی دقت بالایی دارد. نتایج روندیابی معکوس در نه آب نگار آزمایش شده نشان داد، بین خروجی های برنامه با مشاهدات آزمایشگاهی تطابق خوبی وجود دارد که این موضوع با بدست آمدن خطای نسبی بیشینه 5 درصد در آب نگار­های شماره 4 و 5 نتیجه شد. همچنین در این پژوهش مشخص گردید با افزایش میزان بده ورودی میزان خطا افزایش که این مقادیر در آب نگار­ 9 به پایین­ترین مقدار رسیده است. به طورکلی این روش برای بده­های آزمایشگاهی کمتر از 40 لیتر در ثانیه دقت بالایی دارد.

کلیدواژه‌ها

روند یابی معکوس؛ معادلات سنت ونانت؛ موج پویا؛ روش تفاضل محدود

عنوان مقاله [English]

Comparison of hydraulic and reverse hydraulic rotational velocity at the junction point of a branch to the main channel

نویسندگان [English]

ALIREZA GHOLAMI¹؛ MAJID HEIDARY²؛ BAHRAM REZAEI³

¹PhD student at Bu-Ali Sina University in Hamadan

²Assistant Professor at Bou Ali Sina University

³Assistant Professor of Civil Engineering, Bu-Ali Sina University

چکیده [English]

Routing is one of the oldest methods for calculating output hydrographs. Dynamic wave dynamics is one of the most complex and precise methods of routing, which is accomplished by solving a complete number of Saint Vincent's equations. With regard to the flow hydrograph of a stream as problem information and flow path characteristics, the equations of Saint- Venant and the finite difference method were solved and the input hydrograph was calculated. This method was investigated as a reverse order and its results were compared with laboratory observations. An uncontrolled flow was created and, regardless of the path loss, the laboratory was taken and laboratory data was controlled with the program written for adjustment. Then, using the statistical parameters of the obtained results, it was examined and shown that the created model for calculating the input hydrographs has high accuracy. The results of the reverse routing analysis of the tested hydrograph showed that there is good agreement between the program outputs and experimental observations, which resulted in a relative error of maximum 5% in hydrographs 4 and 5. Also, in this study, increasing the amount of discharge flow increased the error rate, which reached the lowest value in the hydrograph 9. In general, this method has high accuracy for laboratory fluxes less than 40 liters per second.

کلیدواژه‌ها [English]

Reverse Procrastination, Saint-Venant Equations, Dynamic Wave, Finite difference method

مراجع

1)       اولادغفاری، ابوالفتح، فاخری‌‌فرد،احمد، ناظمی، امیرحسین و قربانی، محمدعلی (1389). "روندیابی هیدرولیکی سیلاب به روش موج پویاو مقایسه با روندیابی آب شناسی ماسکینگام خطی و غیرخطی (مطالعه موردی: لیقوان چای)". مجله  دانش آب ‌وخاک، جلد 1، شماره 3، صفحه 48-60.

2)       به‌‌آئین، فرزام (1380). "روندیابی سیلاب رودخانه مرگ با استفاده از روش چهار نقطه‌‌ای روش تفاضل‌‌محدود". سومین کنفرانس هیدرولیک ایران، 15 الی 17 آبان‌‌ماه، دانشکده فنی دانشگاه تهران.

3)       قبادیان، رسول، قربانی، محمدعلی، خلج، معصومه (1392)."بررسی عملکرد روش برنامه ریزی بیان ژن در روندیابی سیلاب رودخانه زنگمار در مقایسه با روش موج پویایی".نشریه آب و خاک، جلد 27، شماره 3،صفحه 592-602.

4)       پیرنیا، علی، رحیمی شوشتری، مصطفی، محمودیان شوشتری، محمد و رحیمی شوشتری، محسن (1391). "بررسی تأثیر جمله‌‌های مختلف معادله اندازه حرکت در روندیابی سیل در مطالعات مهندسی رودخانه (مطالعه موردی رودخانه مارون)". نهمین کنگره بین‌المللی مهندسی عمران، 19 الی 21 اردیبهشت. دانشگاه صنعتی اصفهان.

5)       عباسی‌‌زاده، مجید، مهدوی، محمد و سلاجقه، علی (1389). "ارزیابی کارایی روش‌‌های روندیابی آب شناسی سیل در رودخانه دز". فصل‌‌نامه جغرافیای طبیعی، سال سوم، شماره 9، صفحه 63-76.

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

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

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

9)       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.

10)   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.‏

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

12)   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.

13)   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.

14)   Comparison of hydraulic and reverse hydraulic rotational velocity at the junction point of a branch to the main channel