معرفی

هنگامی که طوفان بزرگ یا مجموعه ای از طوفان ها در قسمت بالایی یک حوضه رودخانه اتفاق می افتد، اثرات طوفان (ها) بر سطح رودخانه در بخش آبخیز بالای رودخانه قبل از اثرات طوفان شناخته می شود. تا به قسمت های پایین دست حوضه رودخانه برسد. به عنوان مثال، اگر مجموعه اصلی طوفان های بارانی در مینسوتا وجود داشته باشد، اثرات سطح رودخانه می سی سی پی در سنت پاول از اوایل شناخته می شود. مسیریابی سیل امکان پیش بینی تخلیه قله، سطح اوج رودخانه و زمان رسیدن اوج در نقاط پایین دست رودخانه مانند راک آیلند، سنت لوئیس و حتی نیواورلئان را فراهم می کند. در این مقاله توضیحات کلی در مورد روش های مسیریابی سیلاب با استفاده از هیدروگراف های بالادست و پایین دست ارائه شده است. برخی از جزئیات در مورد معادلات مسیریابی سیل به روش محدب ارائه خواهد شد.

روش کلی سازی مسیریابی سیل

اطلاعات شناخته شده بالادست برای مسیریابی سیل باید از طوفان مورد نظر در مکان بالادست در حوضه رودخانه باشد. با استفاده از هیدروگراف طوفان بالادست شناخته شده همراه با معادله مسیریابی سیل، هیدروگرافی طوفان پایین دست در نقطه خاصی از رودخانه ایجاد می شود، این یک معادله مربوط به جریان خروجی (O) از کانال رودخانه است که از بین دو نقطه به جریان می رسد (I) در هر زمان و پس از آغاز طوفان، به آن می رسیم. معادله مربوط به O و I از معادله پیوستگی به همراه اطلاعاتی در مورد خصوصیات کانال رودخانه (روابط مرحله انبارداری و تخلیه مرحله) برای رسیدن به کانال رودخانه بین نقاط بالادست و پایین دست مورد علاقه حاصل می شود. چندین روش مسیریابی مختلف سیل فرضیات کمی متفاوت ایجاد کرده و منجر به معادلات مسیریابی کمی متفاوت با سیل می شود. نمودار در سمت چپ روش کلی مسیر یابی سیل را نشان می دهد. هنگامی که هیدروگراف طوفان خروجی مشخص شد، سطح اوج رودخانه و زمان اوج را فراهم می کند.

مسیریابی مخزن و مسیریابی کانال

اصطلاح مسیریابی سیلاب می تواند به مسیریابی مخزن یا مسیریابی کانال مربوط باشد. مسیریابی مخزن، همانطور که از این اصطلاح پیداست، به فرآیند گفته شده در بالا با هیدروگراف های ورودی و خروجی که در ورودی و خروجی به یک مخزن یا دریاچه قرار دارد، اشاره دارد. مسیریابی کانال که در این مقاله تشریح شده است، از مسیر رودخانه ای بین هیدروگرافهای ورودی و خروجی برخوردار است.

معادله مسیریابی عمومی سیل

معادله پیوستگی (حفاظت از جرم) بیان می کند که سرعت جریان - میزان خروج = سرعت تغییر ذخیره ، برای سیستم سیال با یک یا چند جریان ورودی و خروجی. برای دسترسی به کانال رودخانه بین هیدروگرافهای جریان و ورودی مورد نظر اعمال می شود، معادله پیوستگی بدست می آید:

½(I1 + I2) – ½(O1 + O2) = (S2 – S1)/Δt

ترکیب روابط ذخیره سازی مرحله ای و روابط تخلیه مرحله ای در ورودی و خروجی از کانال، به معادله زیر منجر می شود:

S = XKIm/d + (1 – X)KOm/d

از در آن: X ،K ،m و D ثابتهای ترشح مرحله، ذخیره سازی مرحله و کانال هستند.

معادله مسیریابی سیل روش محدب

روش محدب از معادله X = 0 و m / d = 1 در معادله (2) در بالا استفاده می کند. معادله (2) می شود: S = KO. تعویض معادله (1) معادله مسیریابی سیل روش محدب زیر را می دهد:

O2 = I1(Δt/K) + O1(1 – Δt/K)

این معادله معمولاً به صورت زیر نوشته می شود:

O2 = C I1 + (1 – C) O1

در جایی که C، معادله مسیریابی محدب ثابت است، برای دستیابی معین از کانال رودخانه ثابت است. کانال با استفاده از داده های هیدروگراف های ورودی و خروجی برای یک یا چند طوفان می تواند کالیبره شود (مقدار C تعیین شده است).

تعیین هیدروگراف خروجی با استفاده از روش محدب

با استفاده از هیدروگراف جریان ورودی شناخته شده (I در برابر t)، مقدار C برای رسیدن به کانال و مقدار اولیه برای هیدروگراف خروجی (O1)  هیدروگراف جریان خروجی را می توان با استفاده از معادله (4) به صورت مرحله ای محاسبه کرد.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح