شبیه سازی هیدرولیکی سیمینه رود با بهره گیری از نرم افزارهای HEC-RAS و ArcGIS (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
رودخانه ها یکی از منابع مهم آب های سطحی هستند که با توجه به نقش مهم آنها در زندگی بشر باید مورد توجه قرار گیرند. هدف این تحقیق، مطالعه ویژگی های هیدرولیکی سیمینه رود و فرآیندهای حاکم بر آن با استفاده از تلفیق مدل HEC-RAS، در بستر نرم افزار ArcGISاز طریق الحاقیه HEC-GeoRAS به منظور شبیه سازی پارامترهای هیدرولیکی آن رودخانه با مساحت حوضه ی آبریز 3726 کیلومترمربع می باشد. نظر به اینکه مدل های چندبعدی نیاز به زمان و هزینه ی بالایی دارند، در قوس رودخانه با استفاده از تلفیق تصاویر ماهواره ای و مدل تک بعدی HEC-RAS شبیه سازی چند بعدی انجام پذیرفت. در این میان، 58 مقطع عرضی در مسیر رودخانه در نظر گرفته شده است که داده های اصلی مورد نیاز در این پژوهش شامل: نقشه های ارتفاعی، تصاویر ماهواره ای، شرایط مرزی و داده های هیدرومتری سیمینه رود می باشند. نتایج حاصل نشان داد، در بالادست رودخانه مقدار دبی برابر با 3/316 مترمکعب بر ثانیه و تراز سطح آب 85/12 متر و در پایین دست مقادیر دبی جریان و تراز سطح آب به ترتیب 6/313 مترمکعب بر ثانیه و 52/11 متر محاسبه شد. در دو طرف قوس رودخانه نیز تغییرات سطح آب نزدیک به 50 سانتی متر بوده و سرعت جریان با مقدار فاصله از ساحل رودخانه نسبت مستقیم دارد؛ به طوری که بیشینه سرعت جریان با مقدار 20/2 متر بر ثانیه در فاصله ی حدود 50/1 متر اتفاق افتاده است. در صحت سنجی مدل، پارامتر آماری NSE در سطح آب و عمق جریان دارای مقادیر به ترتیب 805/0 و 845/0 بدست آمد که دقت بالای مدل سازی را نشان می دهد. این نتایج حاکی از دقت بالای مدل هیدرولیکی HEC-RAS در شبیه سازی هیدرولیک جریان سیمینه رود را دارد. در نتیجه ملاحظه می شود تلفیق نرم افزارهای HEC-RAS و ArcGIS قابلیت بالایی در مدیریت دشت سیلابی داشته و باعث افزایش دقت، سرعت و کاهش هزینه های مطالعاتی مهندسی رودخانه می شود.On the Hydraulic Simulation of River Simineh using HEC-RAS and ArcGIS Software,
The purpose of present research work is to study the hydraulic properties of River Simineh and its process using HEC-RAS model, in a combination with ArcGIS software using HEC-GeoRAS extension to simulate the hydraulic parameters of river having a catchment area of 3726 km2. For that mean, since multi-dimensional models require long time and high cost in river bends, by using a combination of satellite images and HEC-RAS model a multi-dimensional simulation was prepared. Among those, 58 cross-sections are considered along the river lane that main data required in this research are elevation maps, satellite images, boundary conditions and River Simineh hydrometric stations. The results showed that at the upstream of river, the discharge was 316.3 m3/s and water level was 12.85 m, and at the downstream the flow rate and water level are 313.6 m3/s and 11.52 m, respectively. On the other side of the river bend, the water level variation is around 50 cm and the flow velocity is directly proportion to a distance from the river bank; so that the maximum flow velocity of 2.2 m/s occurred at a distance nearby 1.5 m. To verifying the model, a statistical parameter of NSE coefficient for the water level and flow depth were 0.805 and 0.845, respectively; which shows the accuracy of model. Those results indicate a high accuracy of HEC-RAS model in hydraulic simulation of River Simineh flow. Also, simulations prepared in GIS background have significant impacts on the accuracy of outputs
تبلیغات
