برآورد پروفیل سطح آب در کانال مرکب با وجود پوشش‌گیاهی در سیلابدشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران،

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سازه‌های هیدرولیکی‌، دانشگاه صنعتی سیرجان،

چکیده

تخمین سطح آب در زمان وقوع سیلاب یکی از مهم­ترین چالش­ها در مدیریت و کنترل سیلاب می­باشد. در هنگام وقوع سیلاب، رودخانه­ به صورت یک کانال مرکب شامل کانال اصلی و سیلابدشت­ها عمل می­کند. وجود پوشش­گیاهی در سیلابدشت تاثیر قابل توجهی بر هیدرولیک جریان دارد و میزان این تاثیر به نوع پوشش گیاهی، انعطاف پذیری، چیدمان، تراکم، استغراق و عدم استغراق وابسته است. مدلسازی پروفیل سطح آب برای برآورد رابطه دبی اشل، طراحی سازه­های هیدرولیکی، مدیریت رودخانه و کنترل سیلاب ضروری است. هدف از این مطالعه ارائه مدلی جهت تخمین سطح آب در کانال مرکب با وجود پوشش­گیاهی صلب در سیلابدشت می­باشد، به این منظور تاثیر پارامترهای مختلفی از جمله چیدمان، تراکم، عمق نسبی و فاصله نسبی بر پروفیل سطح آب به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. آزمایشات در دو چیدمان مربعی و شطرنجی، سه تراکم مختلف و پنج عمق نسبی مختلف انجام و وابستگی پروفیل بدون بعد سطح آب به تغییر این چهار پارامتر بی­بعد بررسی گردید. سپس با استفاده از داده­های آزمایشگاهی، یک مدل رگرسیونی چند متغیره(MRM)  به منظور پیش­بینی پروفیل سطح آب ارائه شد. نتایج نشان می­دهد که رابطه دبی اشل در کانال مرکب با وجود پوشش گیاهی در سیلابدشت، در تمام شرایط به صورت نمایی و با R2 بالاتر از 9/0 می­باشد.  مقایسه نتایج حاصل از مدل رگرسیونی برآورد پروفیل سطح آب با داده­های آزمایشگاهی توافق خوبی با R2، 96/0 و درصد میانگین خطای مطلق 31/2 % را نشان می­دهد.    

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Water surface profile computation for compound channel with vegetated floodplains

نویسندگان [English]

  • Marzieh Mohseni 1
  • Fatemeh Tavakoli 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Sirjan University of Technology, Sirjan, Iran. mohseni_m@sirjantech.ac.ir
2 M.Sc. Graduate student, Department of Civil Engineering, Sirjan University of Technology, Sirjan, Iran. tavakoliii73@gmail.com
چکیده [English]

Water level determination during a flood is always a challenging task for river engineers. During the flood, river channel becomes compound consisting of the main river channel which carries low flows and floodplains that carry overbank flows.  Flow velocity and structures are affected by vegetation, the degree to which depends on vegetation density, flexibility, type, and whether it is in a submerged or emergent condition. Water surface modeling help for the study of flood waves, water level calculation during flood, stage discharge relation, design of water work structures. This work develops a model which can be used to simulate water surface profile in compound channel with vegetated floodplains with various vegetation covers. To predict the water surface, experiments have been conducted in the laboratory for different hydraulic conditions. It can be seen from the results that the trend of stage-discharge relationships is found to be an exponential function giving a high value of R2. A multivariable regression model (MRM) has been developed to predict the water surface profile for such channels. The dependency of water surface profiles on four different non-dimensional parameters such as canopy arrangement, canopy density, relative depth and relative distance are analyzed. Using the relevant experimental data, non-linear regression has been performed. The results obtained from the present water surface profile model shows good agreement with the observed data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • water surface profile
  • Compound channel
  • Vegetation
  • MRM: Multivariable Regression model