محاسبه دبی جریان در مجرای اصلی و دشت‌های سیلابی مقاطع مرکب با استفاده از روش‌های نوین بهینه‌سازی

Abstract

هیدرولیک جریان در مقاطع مرکب به دلیل تبادل مومنتوم بین مجرای اصلی و دشت‌های سیلابی پیچیده است. اکثر مطالعات در این زمینه بر محاسبه سرعت متوسط و دبی کل جریان متمرکز می‌باشد، در حالیکه توزیع دبی جریان در مجرای اصلی و دشت‌های سیلابی هم مهم است. در شرایط سیلاب و ورود جریان به دشت‌های سیلابی، انتقال رسوب کف و معلق فقط توسط دبی مقطع اصلی انجام شده و نقش دبی جریان در دشت‌های سیلابی ناچیز است. همچنین برای پیش‌بینی تغییرات مورفولوژی رودخانه‌ها، تعیین سرعت و تنش برشی در مجرای اصلی و دشت‌های سیلابی به صورت تفکیک شده لازم بوده و استفاده از سرعت متوسط نتایج دقیقی ارائه نمی-کند. در این تحقیق، با استفاده از 102 داده‌ دبی-اشل از 14 کانال آزمایشگاهی با مقطع مرکب، دبی تفکیکی جریان در این کانال‌ها به کمک دو روش نوین بهینه‌سازی برنامه‌ریزی ژنتیک و مدل درخت تصمیم محاسبه شده و با نتایج روش‌های تجربی مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که این دو روش‌ به ترتیب با خطای متوسط 1/2 و 6 درصد قابلیت مناسبی در برآورد دبی جریان در مجرای اصلی مقاطع مرکب آزمایشگاهی دارند. روش تجزیه قائم مقطع مرکب با خطای حدود 19 درصد بیشترین خطا را در بین روش‌های تجربی دارا می‌باشد. برای برآورد دبی جریان در دشت‌های سیلابی، علاوه بر روش‌های برنامه‌ریزی ژنتیک و مدل درخت تصمیم، روش تجزیه قائم مقطع مرکب نیز دارای دقت مناسبی است.