«یادداشت تحقیقاتی» روندیابی هیدرولوژیکی سیل به روش ماسکینگام خطی در سیستم رودخانه‌های چند شاخه‌ای با بهینه‌یابی توسط الگوریتم ژنتیک

نوع مقاله: یادداشت تحقیقاتی

نویسندگان

1 استاد گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

روندیابی سیل در رودخانه‌ها یکی از مهم‌ترین موارد در پروژه‌های مهندسی آب به حساب می‌آید. روش روندیابی هیدرولیکی مخصوصاً در رودخانه‌های چند شاخه‌ای و رودخانه‌های فاقد آمار حوضه میانی بسیار متداول است، ولیکن این روش‌ها نیاز به تهیه مقاطع عرضی و تعیین شیب‌ها در کلیه بازه‌های رودخانه دارد. این موضوع مستلزم صرف هزینه و وقت زیاد می‌باشد. روش ماسکینگام یکی از متداول‌ترین روش‌های روندیابی هیدرولوژیکی در رودخانه‌ها است. برای روندیابی سیل در یک بازه مشخص از یک رودخانه لازم است که دو پارامتر اساسی تعیین شوند. این دو پارامتر تابع خصوصیات رودخانه می‌باشند و معمولاً با استفاده از آزمون و خطا همراه با برازش منحنی محاسبه می‌شوند. روش ماسکینگام بسیار ساده است ولیکن قابل استفاده فقط برای رودخانه یک بازه‌ای است. در این تحقیق روشی پیشنهاد شده است که در آن کالیبراسیون (تعیین پارامترها) به وسیله الگوریتم ژنتیک که قادر به حل مسایل پیچیده شامل پارامترهای بیشتر است، انجام می‌شود. روش پیشنهادی برای رودخانه‌های یک شاخه‌ای و چند شاخه‌ای و همچنین برای رودخانه فاقد آمار هیدروگراف حوضه میانی اعمال شد. در کلیه موارد بکار برده شده نتایج محاسباتی با نتایج واقعی انطباق رضایت بخشی نشان داده است. 

کلیدواژه‌ها


Birkhead, A.L. and James, C.S. (2002). "Muskingum river routing with dynamic bank storage", Journal of Hydrology, Vol. 264, pp. 113-132.

Chaudhry, p., Shrivastava, R.K., and Narulkar, S.M. (2002). "Flood routing in river networks using equivalent Muskingum inflow", Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, Vol. 7, No. 6, pp. 413-419.

Chen, J., and Yang, X. (2007). "Optimal parameter estimation for Muskingum model based on gray-encoded accelerating genetic algorithm", Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 12, pp. 849-858.

Das, A. (2004). "Parameter estimation for Muskingum models", Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE, Vol. 130, No. 2, pp. 140-147.

MATLAB 7.8.0 (R2009a) software.

Mohan, S. (1997). "Parameter estimation of nonlinear Muskingum models using genetic algorithm", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 123, No. 3, pp. 137-142.

Ping, F., and Xiafang, R. (1999). "Method of flood routing for multibranch rivers", Jornal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 125, No. 3, pp. 271-276.

Premual, M. (1994). "Hydrodynamic derivation of a variable parameter Muskingum method: 1. theory and solution procedure", Hydrological Sciences Journal Oxford, U.K., Vol. 39, No. 5, pp. 431-441.

Perumal, M. (1994). "Hydrodynamic derivation of a variable parameter Muskingum method: 2. verification", Hydrological Sciences Journal Vol. 39, No. 5, pp. 431-441.

 Premual, M., O’Donnell, P.E., and Ranga Raju, K.G. (2001). "Field application of a variable parameter Muskingum-Cunge method", Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, Vol. 6, No. 3, pp. 196-207.

 

Premual, M., and Ranga Raju, K.G. (1998). "Variable – parameter stage – hydrograph routing method: I Theory", Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, Vol. 3, No. 2, pp. 109-114.

Premual, M., and Ranga Raju, K.G. (1998). "Variable-parameter stage-hydrograph routing method: " Evaluation, Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, Vol. 3, No. 2, pp. 115-121.

Samani, H.M.V., and Jebelifard, S. (2003). "Design of circular urban storm sewer systems using multilinear Muskingum flow routing method", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 129, No. 11, pp. 832-838.

Samani, H.M.V., and Shamsipour, G.A. (2004). "Hydrologic flood routing in branched river systems via nonlinear optimization", Journal of Hydraulic Research, Vol. 42, No. 1, pp. 55-59.

Tung, Y.K. (1985). "River flood routing by nonlinear Muskingum method", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE , Vol. 111, No. 12, pp. 1447-1460.

Viessman, W.R., Lewis, G.L., and Knapp, J.W. (1989). "Introduction to Hydrology", Third Edition, Harper and Row, New York.

Wang, G.-T., and Singh, V.P. (1992). "Muskingum method with variable parameters for flood routing in channels", Journal of Hydrology, ASCE, Vol. 134, pp. 57-76.