مدل‌سازی رابطۀ دبی-اشل در مقاطع مرکب با استفاده از روش برنامه‌ریزی بیان ژن چندمرحله-ای

Abstract

در شرایط وقوع سیل در رودخانه ‏های آبرفتی با مقطع مرکب، به‌دلیل تبادل جریان بین مقطع اصلی و دشت‏های سیلابی، محاسبۀ دبی سیلاب به کمک روش‏های معمول با خطای زیادی همراه است. در این مقاله از روش جدیدی به نام برنامه‏ریزی بیان ژن چندمرحله ‏ای برای محاسبۀ دبی کل جریان در مقاطع مرکب مستقیم استفاده شده است. برای مدل‏سازی از سه متغیر بدون بعد شامل عمق نسبی جریان، پارامتر کوهیرنس مقطع مرکب و دبی جریان نسبی محاسباتی به عنوان پارامترهای ورودی و از دبی جریان نسبی مشاهداتی به عنوان پارامتر خروجی استفاده شد. با استفاده از 402 دادۀ هیدرولیکی و هندسی از 31 مقطع ‏مرکب آزمایشگاهی و صحرایی، روابط صریحی برای محاسبۀ دبی کل جریان در مقاطع مرکب استخراج شد. میانگین خطای نسبی این روش در مراحل واسنجی و صحت‏سنجی به‏ترتیب حدود 2/10 و 6/11 درصد به‏دست آمد. این میزان خطا نسبت به خطای معادلۀ مانینگ (3/19 درصد)، دقت بسیار بهتر روش برنامه‏ریزی بیان ژن چندمرحله‏ای را نشان می‏دهد. بنابراین، کاربرد این روش در محاسبۀ دبی سیلاب رودخانه‏های با مقطع مرکب توصیه می‏شود. همچنین، می‏توان با استفاده از تلفیق این ایده با محاسبات پروفیل سطح آب رودخانه‏ها و نیز روندیابی سیل، دقت محاسبات طراحی خاکریزهای کنترل سیل را افزایش داد.