فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مدل‌سازی انتقال املاح در رودخانه‌ها به دلیل پدیده پیچیده ذخیره موقت با چالش‌های عمده‌ای مواجه است. این پژوهش به توسعه یک مدل عددی یکپارچه می‌پردازد که با ادغام هوشمندانه روش تفاضلات محدود صریح (FDM) و الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک (GA)، فرآیند واسنجی خودکار پارامترهای کلیدی مدل نگهداشت موقت یک‌بعدی (TSM) را ممکن می‌سازد. معادلات حاکم پراکندگی-انتقال برای کانال اصلی و نواحی ذخیره با روش Upwind-Central گسسته‌سازی شده و یک چارچوب بهینه‌سازی مبتنی بر GA برای تخمین چهار پارامتر مؤثر (ضریب پراکندگی طولی D، ضریب تبادل ناحیه نگهداشتα ، مساحت ناحیه کانال اصلی A و مساحت ناحیه ذخیره Aₛ) با کمینه‌سازی خطای میانگین مربعات (RMSE) بین داده‌های شبیه‌سازی و آزمایشگاهی پیاده‌سازی شده است. مدل FDM-GA از انواع شرایط مرزی بالادست: (غلظت ثابت، داده زمانی، شار جرمی) و پایین‌دست: (گرادیان صفر، جابجایی) و مکانیزم‌های پایداری عددی پیشرفته (معیارهای CFL، پخش و تبادل) بهره می‌برد. اعتبارسنجی این مدل عددی با داده‌های آزمایشگاهی در یک کانال شبیه‌سازی‌شده نشان‌دهنده عملکرد برتر آن (با شاخص‌های R² > 0.90 و (NSE > 0.90 در مقایسه با نرم‌افزار استاندارد OTIS-P است. این مدل علاوه بر دقت بالا، قابلیت‌های نوینی از جمله تولید خروجی‌های سه‌بعدی، تحلیل حساسیت سیستماتیک پارامترها با روش موریس و ارزیابی عدم قطعیت بر مبنای عدد دام‌کولر (Dal) را نیز در مقایسه با نرم‌افزار OTIS-P ارائه می‌دهد. این رویکرد، ابزاری قدرتمند و خودکار برای شبیه‌سازی واقع‌گرایانه انتقال املاح در سیستم‌های رودخانه‌ای با در نظر گیری اثرات ذخیره موقت را می‌تواند فراهم نماید.