مقایسه خصوصیات جریان در مدل فیزیکی با نتایج مدل‌‌های ریاضی یک بعدی، شبه دوبعدی و دوبعدی در یک بازه رودخانه

Abstract

کاربرد مدل‌های ریاضی در طرح‌های مهندسی رودخانه اجتناب ناپذیر است. با این وجود، نیاز حداقل به اطلاعات صحرایی، حجم محاسباتی اندک و درجه اعتماد مدل‌های ریاضی در رودخانه‌ها باید مورد نظر قرار گیرد. هدف اصلی در تحقیق حاضر، مقایسه نتایج شبیه سازی جریان پایدار از مدل‌های ریاضی شناخته شده با نتایج نظیر از یک مدل فیزیکی رودخانه ای بوده است. برای این منظور، مدل فیزیکی بستر ثابت یک بازه از رودخانه نازلو (با مقیاس افقی 1:100 و قائم 1:20) طراحی، ساخته و مطالعه گردید. برای شبیه‌سازی جریان، مدل ریاضی یک بعدی HEC-RAS، مدل شبه دو بعدی BRI-STARS، و مدل دو بعدی سطح افق FAST-2D انتخاب گردید. پارامترهای مشترک جریان برای پنج شدت جریان مختلف، در سه زیر بازه رودخانه‌ای (پایین دست پل، پل نازلو ، و بالادست پل)، در شرایط اولیه و مرزی مشترک مقایسه گردید. بطورکلی در بازه مورد مطالعه، این سه مدل بترتیب تطابق بهتری را با مدل فیزیکی داشته‌اند. متوسط خطای نسبی برآورد جریان از سه مدل فوق بطور نمونه برای ارتفاع سطح آب بترتیب 8/1، 2/2 و 5/5 درصد؛ و برای سرعت متوسط 2/10، 0/9 و 6/12 درصد بوده است. در طرح‌های رودخانه‌ای، کاربری هریک از سه مدل فوق با توجه به محدوده اطمینان ارائه شده در این بررسی توصیه می‌گردد.