تعیین پاسخ هیدرولوژیک حوضه آبریز با استفاده از حل عددی و تحلیلی معادله موج جنبشی بر اساس داده‌های مدل فیزیکی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 گروه مهندسی آب دانشگاه آزاد اراک

4 گروه مهندسی عمران، واحد اسلامشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اسلامشهر، ایران

doi
چکیده

یکی از مهمترین موضوعات در مطالعات حوضه، پاسخ هیدرولوژیک آن است. تحقیقات متعددی به منظور تعیین پاسخ هیدرولوژیک از جمله مدل موج سینماتیک انجام شده و نتایج حاصل، حاکی از مزایا و معایب این مدل‌ها است. در این تحقیق به بررسی روش عددی و روش تحلیلی حل معادله موج سینماتیک پرداخته شد و نتایج حاصل در یک حوضه آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی حل عددی موج سینماتیک، از روش تفاضل محدود در بستر نرم افزار HEC-HMS استفاده گردید و برای ارزیابی روش تحلیلی، با استفاده از معادله موج سینماتیک و بهره‌گیری از نرم افزار GIS، به روندیابی جریان در حوضه آزمایشگاهی پرداخته شد. نتایج حاصل از دو روش مذکور، در کنار نتایج حاصل از روش زمان-مساحت در مدل HEC-1 قرار گرفت و در نهایت نتایج این سه روش با نتایج مشاهداتی حاصل از رخدادهای بارش-رواناب موجود در حوضه آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج نشان داد خطای مدل تحلیلی موج سینماتیک، مدل عددی موج سینماتیک و مدل HEC-1 در تعیین مقدار دبی ماکزیمم، طبق شاخص خطای نسبی، حدود یک درصد بود. همچنین در تعیین هیدروگراف رواناب خروجی حوضه و میزان تطابق نتایج محاسباتی با مقادیر مشاهداتی، طبق شاخص نش-ساتکلیف، مدل تحلیلی موج سینماتیک مقدار 926/0 بهترین عملکرد را داشت و مدل عددی موج سینماتیک با مقدار 838/0 نسبت به دو مدل دیگر ضعیف‌تر عمل نمود. اما طبق شاخص رگرسیون، مدل HEC-1 با مقدار 944/0 بهترین عملکرد، مدل تحلیلی موج سینماتیک با مقدار 932/0 در رتبه دوم و مدل عددی موج سینماتیک با مقدار 899/0 رتبه سوم را به دست آورد.