2.9 روش های پیش بینی جریان کم

1.2.9. روش های منحنی recession

روش منحنی های recession امکان ارزیابی جریان کم را در یک لحظه پیش از شروع مقدار اولیه تخلیه در لحظه انتشار پیش بینی Q0 (0 = t) فراهم می کند. این رویه براساس قوانین recession است. قانون ساده recession مبتنی بر این مفهوم است که recession تحت برخی شرایط ایجاد می شود، که ممکن است با پوچی یک گردن آزاد همسان شود. recession یا توسط قانون نمایی ساده توصیف می شود یا از طریق قوانین recession تشکیل شده است.

همانطور که در شکل 3.9 نشان داده شده است، قانون ساده نمایی بر اساس معادله Boussinesq است:

جایی که:

•  m_e عملکرد خاص [-]
•  h سطح ساعت آب زیرزمینی بالاتر از سطح مرجع [متر]
•  t زمان
•  x فاصله افقی در محور x [متر]
•  K رسانایی هیدرولیکی [m/s]
•  D به معنای عمق سطح پیزومتریک در بالای لایه غیر قابل نفوذ است

 

شکل 3.9. طرح یک سطح آب زیرزمینی رایگان با مشخصات غیر افقی.

عملکرد تخلیه آب زمان:

با:

مجموعه های این راه حل ها با معادله Boussinesq و Maillet قابل مقایسه با یک معادله نمایی ساده، یعنی:

جایی که:

•  Q تخلیه در لحظه t
•  ضریب recession α
•  Q₀ تخلیه اولیه در لحظه  t₀

قانون نمایی به عنوان یک معادله اساسی برای مطالعه تخلیه سطح عمیق آب زیرزمینی در نظر گرفته شده است (عمق h <D).

قانون نمایی ساده با دو پارامتر تعریف می شود، یعنی:

- ضریب recession ارائه شده توسط رابطه:

- و تخلیه اولیه داده شده توسط معادله:

با c = ثابت و H₀، h₀ سرهای اولیه آب زیرزمینی.

قانون هذلولی ساده از معادله Boussinesq استنباط می شود که شرایط مرزی تخلیه یک جدول آب زیرزمینی را تخلیه می کند که تخلیه آن روی یک لایه غیر قابل نفوذ قرار دارد. (شکل 4.9).

با اعمال قانون دارسی، قانون هذلولی به شرح زیر بدست می آید:

که در آن ضرایب با فرمول آورده شده است:

این کم در مواردی که عمق h >> D اعمال می شود اعمال می شود.

شکل 4.9 طرح یک جدول آب زیرزمینی با زهکش هایی که در یک لایه غیر قابل نفوذ قرار دارند.

قوانین recession ترکیبی در مواردی اعمال می شود که یا recession تحت تأثیر شارژ مجدد باشد یا با بسیاری از سطوح آبهای زیرزمینی مطابقت داشته باشد. در این موارد منحنی رکود به بسیاری از بخشها تجزیه می شود که مربوط به یک منحنی recession است، همانطور که در شکل 5.9 نشان داده شده است.

شکل 5.9 recession ترکیبی، تجزیه منحنی در حال کاهش در قوانین recession.

پارامترهای منحنی recession دارای اهمیت فیزیکی هستند.

در واقع، تخلیه Q0 نمایه ای از حجم موجود در مخزن است که ظرفیت خاک را شبیه سازی می کند در حالی که ضریب recession α سرعت زهکشی را مشخص می کند. در مورد recession کامپوزیت، این پارامترها از نظر فیزیکی دارای اهمیت دقیق نیستند و به همین دلیل است که توصیه می شود منحنی رکود ترکیبی را به بسیاری از منحنی های recession ساده تنظیم کنید، هر یک از آنها با یک جفت پارامتر Q₀ و α تعریف می شوند. بنابراین قانون ترکیبی ممکن است به عنوان قانون نمایی نوشته شود:

یا قانون هذلولی:

یا قانون مخلوط (قانون نمایی و هذلولی):

برای هر بخش پارامترها با تبدیل لگاریتمی معادله حاضر به شرح زیر ارزیابی می شوند

منحنی recession همانطور که در شکل 6.9 نشان داده شده است به یک خط مستقیم تبدیل می شود و پارامترها به راحتی تعیین می شوند.

شکل 6.9 تعیین ضریب recession.

یک کاربرد فوری قانون ساده recession، ظرفیت ذخیره سازی حوضه آبریز است که با معادله زیر تعریف شده است:

در مورد یک قانون نمایی و با گرفتن لحظه اولیه t = 0 یکی بدست می آید:

حجم ذخیره شده موجود امکان تعیین ظرفیت حفظ جریان کم در یک دوره خشکسالی را فراهم می کند.

2.2.9. روش های منحنی recession

به منظور بدست آوردن منحنی های مشخصه recession، تمام اندام کاهش ثبت شده منحنی های recession مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. همانطور که در شکل 9.7 نشان داده شده است، آنها به بخشهای زیادی تقسیم می شوند. این بخشها بیشتر با رعایت ضریب recession (شیب) گروه بندی می شوند و گروههایی از منحنی های recession را تشکیل می دهند که هر یک از آنها دارای مقادیر متوسط ​​پارامترهای Q0 و α هستند.

شکل 7.9 نمونه هایی در صورت انتخاب بخشهای recession ساده استفاده از بسیاری از بخش های کاهش دهنده هیدروگراف.

منحنی recession مشخصه سرانجام با در نظر گرفتن توالی این بخشهای متوسط ​​بدست می آید (شکل8.9).

شکل 8.9 نمایش recession منحنی بدست آمده از میانگین بخشهای پی در پی.

Gloor & Walter در سال (1986) رویکرد مشابهی را برای ارزیابی تقسیم زمانی دوره های مشخص ارائه دادند. دوره های مشخصه همگن با توجه به میانگین تبخیر و تعرق محاسبه شده به شرح زیر مشخص می شود:

جایی که:

•  ETP_i تبخیر و تعرق بالقوه ماهانه توسط فرمول Turc محاسبه می شود
•   میانگین تبخیر و تعرق ماهانه وزن در مرحله زمانی از i-4، جایی که من از 1 تا 12 متغیر است.

بنابراین، سه دوره هیدرولوژیکی و آب و هوایی مانند آنچه در شکل 9.9 نشان داده شده است، تفکیک می شوند. برای هر یک از آنها منحنی رکود مشخصی تعریف شده است و از آن زمان تخلیه آب در یک لحظه مشخص تخمین زده می شود به شرطی که تخلیه اولیه Q0 و تبخیر و تعرق مشخص باشد.

شکل 9.9 تعریف سه منحنی مشخصه recession برای سه دوره برای حوضه Parimbot در ایستگاه Ecublens منبع (Gloor & Walter، 1986)

3.2.9. روش همبستگی

جریان کم از نظر فیزیکی به وضعیت ذخایر آبی که در حوضه ذخیره شده اند بستگی دارد و در عوض به عناصر آب و هوایی (دما، تبخیر و تعرق و غیره) بستگی دارد.

بنابراین می توان جریان کم رودخانه را با پارامترهای اقلیمی و وضعیت اولیه رطوبت خاک حوضه بیان شده با تخمین اولیه تخلیه آب Q₀، به شرح زیر پیوند داد:

جایی که:

•  Q_t مقدار تخلیه آب در لحظه t
•  P_i بارش پی در طی دوره قبل از لحظه t مشاهده شده است
•  T_i دمای در دوره قبل از لحظه t مشاهده شده است

این روش در صورت وجود اطلاعات قابل اعتماد از قبل در مورد تغییرات اقلیمی، قابل استفاده 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