مقایسه روشهای هیدرولیکی روندیابی سیل در بازه‌ای از رودخانه دوآب صمصامی

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 2، دوره 6، شماره 17، مرداد و شهریور 1392، صفحه 15-24   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

روح الله کریمیان کاکلکی^{* 1}؛ سید جواد ساداتی نژاد²؛ افشین هنربخش³؛ منصور نجفی حاجیور⁴؛ خسرو دودکانلوی میلان¹

¹دانش آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی آبخیزداری دانشگاه شهرکرد

²دانشیار گروه مرتع و آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه شهرکرد

³استادیار گروه مرتع و آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه شهرکرد

⁴دانش آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی آبخیزداری دانشگاه تهران

تاریخ دریافت: 25 شهریور 1392،  تاریخ پذیرش: 25 شهریور 1392 

چکیده

در روندیابی سیلاب به‌منظور تعیین آب‌نگار خروجی از بازه‌ی رودخانه می‌توان از روشهای هیدرولیکی و آب‌شناسی مختلفی استفاده کرد. روشهای روندیابی هیدرولیکی بر پایه‌ی معادلات سنت- ونانت بوده، و با توجه به معادله‌ی پیوستگی و جمله‌های درگیر از معادله‌ی اندازه‌ی حرکت به سه روش موج جنبشی، موج پخشیدگی و موج پویا تقسیم می‌شوند. در این تحقیق نیز با هدف بررسی کارایی دو روش موج جنبشی و موج پویا، بازه‌ای به طول 5/3 کیلومتر از رودخانه‌ی دوآب صمصامی از سرشاخه‌های کارون انتخاب گردید. پس از انجام عملیات صحرایی و جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز اقدام به روندیابی سیلاب با کاربرد روش موج جنبشی و با استفاده از برنامه‌ی رایانه‌ای تهیه شده گردید. برای روندیابی پویای سیلاب از تحلیل جریان غیرماندگار با کاربرد نرم‌افزار HEC-RAS استفاده شد. درادامه آب‌نگارهای محاسبه شده از هر دو روش با آب‌نگارهای مشاهده‌ای در خروجی بازه با استفاده از فراسنج RMSE مقایسه گردیدند. در مجموع، نتایج تحقیق نشان دهنده‌ی دقت بیشتر شبیه HEC-RAS در برآورد آب‌نگارهای خروجی است. نتایج شبیه موج جنبشی تفاوت بسیار اندکی با دستاوردهای شبیه HEC-RAS دارد، و با توجه به سادگی روش حل معادلات، و همچنین داده‌های مورد نیاز کمتر، می‌توان از شبیه موج جنبشی در مطالعات مشابه، و رودخانه‌هایی با شیب تندتر برای بررسی روند سیل بهره برد.

کلیدواژه‌ها

روندیابی سیلاب؛ موج جنبشی؛ موج پویا؛ دوآب صمصامی؛ HEC-RAS

عنوان مقاله [English]

Comparison of the Kinematic Wave and Dynamic Wave Techniques for Flood Routing and Constructing a Downstream Hydrograph in a Reach of the Doab Samsami River

نویسندگان [English]

R. Karimian Kakoli¹؛ S.J. Sadatinejad²؛ A. Honarbakhsh³؛ M. Najafi Hajivar⁴؛ K. Doodkanloe¹

چکیده [English]

Different hydraulic and hydrological methods are used in flood routing for construction of the downstream hydrograph of a river. Hydraulic flood routing methods, initially based on the Saint-Venant equations, are developed using the continuity equation and employing the terms of the momentum equation, consist of three models: kinematic wave, diffusion wave, and dynamic wave. The objective of this study was to evaluate the accuracy of the kinematic wave and dynamic wave methods. This project was implemented in a 3.5 km reach of the Doab Samsami River, which is a tributary of the Karoon River. Fourteen cross sections were surveyed in the reach and their Manning's roughness coefficients were estimated based on the expert judgment. A computer program was developed for flood routing with the kinematic wave method. For the dynamic flood routing, the unsteady flow analysis of the HEC-RAS software was used. The developed hydrographs using the two methods were compared with the actual hydrograph at the downstream station using the RMSE criterion. Results indicated that the kinematic wave and the HEC-RAS models were very close, indeed. Therefore, based on the simplicity of the method, and also the limited data requirement of the kinematic wave method, its use is strongly recommended for similar studies, and also for flood routing in rivers with larger gradients.

کلیدواژه‌ها [English]

Flood routing, Kinematic wave, Dynamic Wave, Doab Samsami River, HEC-RAS model

مراجع

4. Chow, V.T. 1982. Open channel hydraulics.
McGraw-Hill Pub. Co., New York, USA.
5. Chow, V.T., D.R. Maidment, and L.W.
Mays. 1988. Applied hydrology. McGrawHill International Edition.
6. Hicks F.E. 1996. Hydraulic flood routing
with minimal channel data: Peace River,
Canada. Can. J. Civil Eng. 23:524-535
7. Knebl, M.R., Z.L. Yang, K. Hutchison, and
D.R Maidment. 2005. Regional scale flood
modeling using NEXRAD, rainfall, GIS,
and HEC-HMS\RAS: A Case Study for the
San Antonio River Basin, summer 2002
storm event. J. Environ. Manage. 75: 325-
336
8. Sholtes, J. 2009. Hydraulic analysis of
stream restoration on flood wave
propagation. A thesis submitted to the
faculty of the University of North Carolina
at Chapel Hill.
9. Shultz, M.J., E.C. Crosby, and J.A.
McEnery. 2008. Kinematic Wave
technique applied to hydrologic distributed
modeling using stationary storm events: an
application to synthetic rectangular basins
and an actual watershed. 28nd Annual
American Geophysical Union Hydrology
Days, March 26 – March 28, Colorado
State University.
10.Soentoro, E.A. 1991. Comparison of flood
routing methods. Master of Applied
Science. Department of Civil Engineering,
The University of British Columbia. 106,
P.
11.US Army Corps of Engineers. 2010. User’s
Manual of HEC-RAS. Gary W. Brunner,
CEIWR-HEC