کاربرد مدل‌های یک و دو‌بعدی جریان سطحی و نفوذ برای حوضه آبریز دره مارون استان فارس

Abstract

به­منظور شبیه­سازی جریان سطحی و برآورد عمق جریان بر روی سطح حوضه و مقدار دبی جریان خروجی، مدل هیدرولوژیکی جدید با ساختار عددی طراحی و ارائه شده است. در این مدل، معادلات سنت- ونانت حاکم بر جریان سطحی به­صورت یک­بعدی و دو­بعدی، به­همراه مدل نفوذ پارلانگ، با استفاده از روش عددی تفاضل محدود و تقریب موج سینماتیک، با اعمال طرح ضمنی، حل شده است. به­منظور حل دستگاه معادلات غیر­خطی حاصل از گسسته­سازی معادلات جریان و نفوذ از روش نیوتن رافسون استفاده شد. الگوریتم و برنامه این مدل در حالت یک­بعدی و دو­بعدی، با استفاده از نرم­افزار متلب تهیه و نتایج آن مورد تحلیل قرار گرفت. برای بررسی دقت و صحت مدل عددی ارائه شده، در برآورد ارتفاع و حجم جریان سطحی، این مدل بر روی حوضه آبریز دره مارون فارس اجرا شد. وضعیت توپوگرافی و شیب سطح حوضه در معادلات جریان سطحی و پارامترهای مورد نیاز معادله نفوذ با استفاده ازنقشه­های سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدل­های ارتفاعی تهیه و در اختیار مدل عددی قرار گرفته است. مقایسه هیدروگراف­های محاسباتی مدل عددی و مقادیر مشاهداتی در ایستگاه هیدرومتری خروجی حوضه و بررسی ضرایب آماری محاسبه شده از نتایج، شباهت و دقت خوبی را در شبیه­سازی هیدروگراف­های جریان توسط این مدل عددی نشان داد. همچنین، در این تحقیق، موج سینماتیک در پیش­بینی مقدار و زمان دبی اوج سیلاب­های انتخابی تقریب سازی مناسبی را دارا بود. دقت متوسط مدل عددی یک­بعدی و دو­بعدی در پیش­بینی مقدار دبی اوج سیلاب­های انتخابی و زمان وقوع آن به­ترتیب 3/97 و 2/97 درصد و 45/95 و 47/98 درصد محاسبه شده است.