تعیین منحنی دبی- اشل در مقاطع مرکب نامتقارن

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 استاد گروه عمران دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشجو

3 هیات علمی

چکیده

اغلب مجاری طبیعی دارای مقاطعی هستند که با افزایش سطح آب در آنها مساحت مقاطع به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. این مقاطع دارای سیلاب دشتهای کم و بیش عریضی هستند. مقاطع مرکب دارای سیلابدشت بخصوص زمانیکه از هندسه نامتقارنی برخوردار هستند، پیچیدگیهای هیدرولیکی زیادی را به جریان تحمیل می کنند. تخمین منحنی دبی- اشل در این نوع از مجاری هیدرولیکی یکی از مسائل مهندسی رودخانه است. در این مقاله با استفاده از مفهوم کنتورهای هم سرعت در روش اندازه‌گیری تک نقطه‌ای سرعت (SPM) و پارامترهای هیدرولیکی و هندسی مقطع جریان و بکار گیری آن‌ها در فرآیند کمینه سازی خطا، رابطه‌ای نسبی برای تخمین منحنی دبی-اشل در مقاطع مرکب معرفی شده است. در این روش برای ترسیم منحنی دبی-اشل در مقاطع مختلف، فقط اطلاعات دبی در یک تراز مرجع، مورد نیاز است. نتایج این پژوهش بیانگر آنست که روش پیشنهادی در تخمین منحنی دبی-اشل مقاطع مرکب نامتقارن حتی مقاطع دارای سیلابدشت‌های با تراز‌های مختلف از دقت مناسبی برخوردار است.

کلیدواژه‌ها


سلطانی، ع.؛ علیائی؛ ا. و قربانی، م.؛ (1389). "مدل‌سازی رابطه دبی- اشل در رودخانه‌ها با استفاده از سیستم‌های هوشمند". دانش آب و خاک، جلد 1، ص.ص. 15-30.

ظهیری، ع.؛ دهقانی، ا.ا. و جریبی، ا.ه.؛ (1391). "تعیین رابطه دبی- اشل برای مقاطع مرکب آزمایشگاهی و صحرایی با استفاده از الگوریتم ژنتیک". مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، جلد 19، ص.ص. 179-191.

Abril, J.B. and Knight, D.W., (2004). "Stage-discharge prediction for rivers in flood applying a depth-averaged model". Journal of Hydraulic Research, 42(6): 616-629.

DOI:10.1080/00221686.2004.9628315

Ackers, P., (1993). "Stage‐Discharge Functions for Two‐Stage Channels: The Impact of New Research". Water and Environment Journal, 7(1): 52-59.

Ahmadi, A., Kavousizadeh, A. and Maghrebi, M.F., (2017). "Setting-up rating curves in natural rivers using an efficient method", International Conference on the Status and Future of the World's Large Rivers, New Delhi, India.

Chen, Y.-C. and Chiu, C.-L., (2002). "An efficient method of discharge measurement in tidal streams". Journal of hydrology, 265(1): 212-224.

Habib, E.H. and Meselhe, E.A., (2006). "Stage–discharge relations for low-gradient tidal streams using data-driven models". Journal of Hydraulic Engineering, 132(5): 482-492.

DOI:10.1061/(ASCE)0733-9429(2006)132:5(482), 482-492.

Knight, D., (1992). "SERC flood channel facility experimental data phase A". Hydraulic Research Wallingford, 198-204.

Knight, D.W. and Demetriou, J.D., (1983). "Flood plain and main channel flow interaction". Journal of Hydraulic Engineering, 109(8): 1073-1092.

Knight D., McGahey C., Lamb R. and Samuels P. (2009). Practical channel hydraulics: Roughness, conveyance and afflux: CRC Press.

Lambert, M. and Myers, W., (1998). "Estimating the discharge capacity in straight compound channels". Proceedings of the Institution of Civil Engineers. Water, maritime and energy,130(2):84-94. DOI:10.1680/iwtme.1998.30477

Leonard, J., Mietton, M., Najib, H. and Gourbesville, P., (2000). "Rating curve modelling with Manning's equation to manage instability and improve extrapolation". Hydrological Sciences Journal, 45(5): 739-750.

DOI:10.1080/02626660009492374

Liao, H. and Knight, D., (2007). "Analytic stage-discharge formulas for flow in straight prismatic channels". Journal of Hydraulic Engineering, 133(10): 1111-1122.

Maghrebi, M.F. (2006). "Application of the single point measurement in discharge estimation". Advances in Water Resources, 29(10):1504-1514. DOI:10.1016/j.advwatres.2005.11.007

Maghrebi, M.F. and Ahmadi, A., (2017). "Stage-discharge prediction in natural rivers using an innovative approach". Journal of Hydrology, 545:172-181. DOI:10.1016/j.jhydrol.2016.12.026

Maghrebi, M.F., Kavousizadeh, A., Maghrebi, R.F. and Ahmadi, A., (2017). "Stage–discharge estimation in straight compound channels using isovel contours". Hydrological Processes, 31(22): 3859-3870.

DOI:10.1002/hyp.11299

Sahu, M., Khatua, K.K. and Mahapatra, S.S., (2011). "A neural network approach for prediction of discharge in straight compound open channel flow". Flow Measurement and Instrumentation Journal, 22(-): 438-446.

DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2011.06.009

Shiono, K. and Knight, D., (1991). "Turbulent open-channel flows with variable depth across the channel. Journal of Fluid Mechanics", 222:617-646. DOI:10.1017/S0022112091001246.