بررسی آزمایشگاهی اثر شیب مثبت دیواره در نیم رخ طولی بر ضریب آبگذری سرریز مثلثی

سابقه و هدف: سرریز ها همواره یکی از اجزای مهم شبکه های انتقال و توزیع آب محسوب می شوند که با وجود ساده بودن ساختار و عملکرد آن، نقش مهمی در این شبکه ها ایفا می کنند. سرریز ها از جمله سازه های هیدرولیکی مهم جهت کنترل جریان و تنظیم سطح آب می باشند که باعث افزایش ارتفاع سطح آب و در نتیجه تامین ارتفاع آب مورد نیاز برای منحرف کردن دبی مورد نظر به کانال های جانبی می شوند. همچنین از این سازهها به عنوان وسایل اندازه گیری دبی عبوری نیز استفاده می شود از کاربردهای مهم سرریز ها، عبور مطمئن سیلاب پشت سدها است. هدف از این پژوهش بررسی اثر تغییر شیب جداره بر ضریب آبگذری جریان سرریز مثلثی و ارائه رابطه ای برای برآورد ضریب دبی بر اساس پارامتر های هیدرولیکی هندسی می باشد. مواد و روش ها: ضریب دبی تابع از پارامترهایی از قبیل عدد فرود جریان (Fr)، زاویه راس ( )، نسبت هد آب روی سرریز به ارتفاع سرریز (H/P) و نسبت هد آب روی سرریز به طول موثر (H/L_e ) در نظر گرفته شد. برای این منظور از داده هایی که از آزمایش های انجام شده روی مدل فیزیکی سرریز مثلثی با 4 زاویه راس متفاوت و در سه شیب مختلف، که در آزمایشگاه تحقیقات آب و رسوب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان برداشت شد، استفاده گردید و سپس به کمک روش برنامه ریزی بیان ژن رابطه ای با دقت بالاتر برای ضریب آبگذری سرریز مثلثی بدست آمد .جهت اجرای مدل برنامه ریزی بیان ژن، 30 کروموزوم و 3 ژن انتخاب شد و توانایی این روش به کمک دو پارامتر آماری مانند ضریب هم بستگی (R2) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ها: نتایج نشان داد که در تمامی زوایای راس، با افزایش شیب جداره در یک عدد فرود ثابت، ضریب آبگذری کاهش می یاید هم چنین با افزایش نسبت H/P در ابتدا یک روند کاهشی و سپس روند افزایشی در مقدار ضریب Cd مشاهده می شود. روش برنامه ریزی بیان ژن ضرایب همبستگی 9676/0 و 8591/0 و جذر میانگین مربعات خطا برابر با 0247/0 و 0706/0 به -ترتیب در دو بخش آموزش و آزمون، ضریب آبگذری سرریز مثلثی را برآورد نمود. مدل مذکور در مقایسه با نتایج رگرسیونی با ضرایب همبستگی 9253/0 و 8029/0 و جذر میانگین مربعات خطا برابر با 0467/0 و 084/0 به ترتیب در دو بخش آموزش و آزمون، نتایج دقیق تری را در مقایسه با مدل رگرسیونی ارائه می نماید. به عبارتی استفاده از روش برنامه ریزی بیان ژن موجب کاهش 10/47 درصدی خطای پیش بینی ضریب آبگذری سرریز مثلثی شده است. نتیجه گیری: نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد مدل هوشمند برنامه ریزی بیان ژن، به خوبی توانسته است ضریب آبگذری سرریز مثلثی در پلان را پیش بینی کند و استفاده از آن موجب بهبود نتایج پیش بینی در مقایسه با روش های مرسوم حاصل از مدل رگرسیونی شود. به عبارتی، نتایج به دست آمده، بیان گر توانایی روش برنامه ریزی ژن در تعیین ضریب آبگذری سرریز مثلثی و در نتیجه برآورد صحیح تر آن می باشد. بنابراین، استفاده از این روش در مسائلی مشابه با موضوع این پژوهش پیشنهاد می شود

Keywords:

ضریب آبگذری , برنامه ریزی بیان ژن , شیب دیواره سرریز , دبی عبوری , سرریز مثلثی