4.8 مدل های بزرگ حوضه آبریز

بیان شده است که در حوضه های بزرگ، همه فرایندهای دستیابی به سیل (یعنی: تشکیل رواناب، جریان یکپارچه سازی و مسیریابی موج سیلاب) یافت می شود. از این رو مدل های مورد استفاده در حوضه های بزرگ از ارزیابی هیدروگراف سیل در حوضه های آبریز با اندازه متوسط ​​که یکپارچه شده اند، شروع می شوند، زیرا در امتداد رودخانه ها شاخه ها به طور متوالی مداخله می کنند.

یک نوع مخزن یا / و یک مدل نوع رواناب برای استخراج هیدروگراف موج سیل هر زیرشاخه استفاده می شود و سپس این هیدروگراف ها در گره های پیوستار رودخانه اضافه می شوند. بنابراین ترسیم نقشه ای با گره ها ضروری است تا نقاط واقعی تلاقی باید به صورت گرافیکی تا حد ممکن به واقعیت نشان داده شوند.

چنین طرح یکپارچه سازی در گره های مسیر رودخانه و سرشاخه های اصلی، مدل سازی توپولوژیکی حوضه آبریز رودخانه نامیده می شود.

شکل 16.8 مدل توپولوژیکی حوضه آبریز.

با توجه به مدل توپولوژیکی ارائه شده در شکل 16.8، روده اصلی رودخانه در NSECT تقسیم می شود که با گره های مشخص شده J. محدود می شود. در هر گره تلاقی  شاخه وجود دارد، جایی که N (J) تعداد شاخه های گره J است.

اگر برخی از انشعابات مهم وجود داشته باشد، اینها نیز به مناطقی تقسیم می شوند که توسط گره هایی که محل تلاقی سایر انشعابات است، تعیین شده است.

برای هر زیرزمین (شاخه) یک مدل قطعی برای بارندگی و در نتیجه هیدروگراف موج سیل استفاده می شود. اگر زیرحوضه های جزئی، که در شکل 8.16 با رنگ آبی مشخص شده اند، سهم قابل توجهی در شکل گیری رواناب دارند، اینها به منزله انشعابات فوق الذکر در نظر گرفته می شوند. در غیر این صورت، اگر به عنوان مثال آنها در یک منطقه دشت واقع شده باشند، سهم آنها نادیده گرفته می شود.

در هر گره، بردارهای نشان دهنده هیدروگراف امواج سیل از انشعابات مربوطه و هیدروگراف مسیر رودخانه اصلی (یا از شاخه اصلی، اگر این بخش به بخشهای تقسیم شود) اضافه می شوند و  تشکیل هیدروگراف موج مجموع سیلاب را می دهند که از گره J.

این موج جمع شده در طول رودخانه برای رسیدن به J، J + 1 هدایت می شود تا در گره J + 1 هیدروگراف سیلاب تبدیل شده  از راه برسد. در اینجا این به مجموع هیدروگراف سیلاب شاخه های فرعی منجر به موج جدید جمع  اضافه می شود، از این رو:

برای J = 1، اصطلاح  به عنوان اولین ورودی مسیر اصلی رودخانه به عنوان یک شاخه فرعی در نظر گرفته می شود (در شکل 16.8 این  است).

این روش با استفاده از رابطه 8.60 ادامه می یابد تا شاخص I (J) = L ≠ 0. در این گره یک شاخه مهم که در زیرحوضه ها تقسیم شده است با هیدروگراف روت شده از گره L همراه می شود.

بنابراین، در گره ای که I (J) 0 است، رابطه جمع بندی هیدروگراف های سیل است:

شاخص (*) دارای اهمیت موج سیلاب مسیریابی در امتداد بخش J، J + 1 است در حالی که علامت برداری است یا نشان می دهد که متغیرها از مقادیر تخلیه آب در لحظات مختلف تشکیل شده اند، یعنی هیدروگراف موج سیل. از این رو جمع در گره ها برای مقادیر دبی در چند لحظه برای هیدروگراف در نظر گرفته شده انجام می شود، همانطور که در شکل 17.8 نشان داده شده است.

شکل 17.8 جمع بندی هیدروگراف سیل در یک گره.

تبدیل هیدروگراف با مسیریابی در یک بخش رودخانه خاص یا با استفاده از معادله Saint-Vénant یا مدل Muskingum انجام می شود.

با انطباق با شرایط بتن جریان در امتداد بخش رودخانه، معادله حرکت سنت سنت ونت ممکن است همانطور که هست، یا به عنوان معادله انتشار با غفلت از اصطلاح جنبشی و اینرسی استفاده شود. با نادیده گرفتن مدت فشار، معادله به اصطلاح موج حرکتی می شود.

نشان داده شده است (Nash، 1959) که مدل ماسکینگوم با مدل موج حرکتی معادل است. تفاوت در این واقعیت است که معادلات دیفرانسیل موج حرکتی برای یک سطح مقطع نوشته شده اند در حالی که معادلات ماسکینگوم در امتداد یک بخش رودخانه ادغام شده اند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد روشهای هیدروگرافی مسیریابی (مدلهای Saint-Vénant و Muskingum) به فصل 5 مراجعه کنید.

تعداد رودخانه به این ترتیب تعیین می شود که شرایط همگرایی حل کننده های معادلات Saint-Vénant یا حفظ جرم (در صورت استفاده از مدل مسیریابی از نوع Muskingum یا سایر روشهای مشابه، مانند Kalinin-Miliukov) راضی کننده است.

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