ارزیابی قابلیت مدل هیدرولیکی HEC-RAS2D در شبیه‌سازی دوبعدی هیدرودینامیک جریان جزر و مدی (مطالعه موردی: خور موسی)

نویسندگان

1 موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، تهران، ایران.

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.

doi
10.22059/jwim.2025.404101.1268
چکیده

پیچیدگی جریان‌های جزرومدی موجب می‌شود که تحلیل و پیش‌بینی دقیق رفتار آن‌ها با چالش‌های ویژه‌ای همراه باشد و برای غلبه بر این چالش‌ها، استفاده از مدل‌های تحلیلی و عددی پیشرفته ضروری است. در این پژوهش، قابلیت مدل هیدرولیکی دوبعدی HEC-RAS 2D در شبیه‌سازی هیدرودینامیک جریان‌های جزرومدی در خور موسی واقع در شمال خلیج‌فارس مورد ارزیابی قرار گرفت. هدف از انجام این مطالعه، بررسی دقت مدل در بازتولید الگوهای زمانی و مکانی سرعت جریان و تراز سطح آب در یک سیستم مصبی پیچیده بود. به‌منظور شبیه‌سازی، داده‌های تراز آب و سرعت جریان از چهار ایستگاه هیدرودینامیکی در بازه زمانی ۴۴ روزه شامل دو چرخه کامل جزرومدی جمع‌آوری شد. هندسه مدل براساس تلفیق داده‌های هیدروگرافی محلی و مدل ارتفاعی ۳۰ متری کوپرنیک تهیه و با دقت ۲۰ متری در محیط GIS پردازش گردید. برای افزایش پایداری عددی و انطباق مش با توپوگرافی واقعی، از سیستم مش‌بندی توپولوژیکی نسخه جدید HEC-RAS 2025 استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل پس از کالیبراسیون، دقت بالایی در بازنمایی الگوی جزرومدی دارد و شاخص‌های آماری عملکرد مدل در محدوده مطلوب قرار گرفتند (94/0=NSE، 079/0=RMSE و 61/0=MAE). نقشه‌های پهنه‌بندی عمق و سرعت جریان تطابق قابل‌قبولی با رفتار واقعی سیستم نشان دادند. به‌طورکلی، نتایج پژوهش نشان داد که مدل HEC-RAS 2D با بهره‌گیری از قابلیت‌های نسخه جدید خود می‌تواند ابزاری دقیق و کارآمد برای شبیه‌سازی فرایندهای هیدرودینامیکی در محیط‌های جزرومدی نظیر خور موسی باشد. اگرچه در شبیه‌سازی سرعت جریان در ورودی خور، محدودیت‌هایی مشاهده شد که ممکن است ناشی از عدم درنظرگرفتن کامل تأثیر نیروهای خارجی باشد.