تخمین دبی جریان در کانال های روباز و رودخانه ها با بهره گیری انحصاری از اندازه گیری تراز سطح آب و روابط جونز و مقایسه نتایج با مدل های شبیه سازی شده در FLDWAVE

به صورت سنتی، تخمین دبی جریان براساس روابط یک به یک دبی و اشل و یا منحنی جریان یکنواخت که بر مبنای تعدادی اندازه گیری هم زمان عمق و دبی جریان به دست آمده اند، صورت می گیرد. عمق اندازه گیری شده با استفاده از منحنی دبی- اشل مستقیما به دبی تبدیل می گردد. اندازه گیری مستقیم دبی جریان در طی حادثه سیلابی بنا به دلایلی چون سریع بودن جریان، امکان وقوع سیل در شب و ماهیت حادثه ای بودن منحتی دبی-اشل، امری دشوار و گاها خطرناک بوده و منجر به تبدیل عمق جریان اندازه گیری شده به دبی متناظرش با استفاده از روش های عددی در عوض منحنی دبی- اشل می گردد. همچنین ماهیت حلقوی بودن منحنی دبی- اشل یا Hysteresis در طی جریان های غیریکنواخت در رودخانه یا مقاطع عرضی کانال به خوبی در مقالات هیدرولیکی مطرح و شناخته گردیده است. هنگامی که Hysteresis در منحنی دبی- اشل قابل توجه باشد، استفاده از رابطه دبی- اشل منحصر و یک به یک به منظور تبدیل هیدروگراف عمق اندازه گیری شده به هیدروگراف دبی، منجر به مقادیر اشتباه می گردد. از دیرباز، چندین فرمول به منظور انتقال مستقیم هیدروگراف عمق به هیدروگراف دبی پیشنهاد گردیده اند. این مقاله روشی مبتنی بر روابط فرمول جونز که نیازی به اندازه گیری مستقیم دبی در رودخانه ها و کانال ها برای تخمین دبی بر اساس هیدروگراف عمق ندارد، میسر می گرداند. در ابتدا، از حلگر محاسباتی به نام از نرم افزار FLDWAVE به منظور تولید داده های مصنوعی در مجرای رودخانه استفاده شده است. نتایج این شبیه سازی در مدل FLDWAVE به عنوان مقادیر صحیح و هدف به منظور بررسی اعتبار نتایج روابط جونز در نظر گرفته شده است. سپس از روابط جونز برای انتقال هیدروگراف عمق به هیدروگراف دبی استفاده شده و نتایج با هیدروگراف دبی به دست آمده از نرم افزار FLDWAVE مقایسه شده است. عالوه بر این، از نشر های مختلف فرمول جونز برای تخمین هیدروگراف دبی بر اساس استفاده انحصاری از هیدروگراف عمق در یک مقطع از رودخانه دز استفاده شده است. نتایج به دست آمده از هر دو آزمایش عددی و میدانی تایید می کند که اگر ضریب زبری کانال در اختیار باشد، سپس روابط جونز به اسانی می تواند در تبدیل هیدروگراف عمق به هیدروگراف دبی بدون نیاز به روابط توسعه یافته دبی-اشل، به شکل موثری به کار گرفته شود.

Keywords:

تخمین دبی , رودخانه طبیعی , فرمول جونز , مدل FLDWAVE