تعیین پاسخ هیدرولوژیک حوضه آبریز با استفاده از حل عددی و تحلیلی معادله موج جنبشی بر اساس داده های مدل فیزیکی

یکی از مهمترین موضوعات در مطالعات حوضه، پاسخ هیدرولوژیک آن است. تحقیقات متعددی به منظور تعیین پاسخ هیدرولوژیک از جمله مدل موج سینماتیک انجام شده و نتایج حاصل، حاکی از مزایا و معایب این مدل ها است. در این تحقیق به بررسی روش عددی و روش تحلیلی حل معادله موج سینماتیک پرداخته شد و نتایج حاصل در یک حوضه آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی حل عددی موج سینماتیک، از روش تفاضل محدود در بستر نرم افزار HEC-HMS استفاده گردید و برای ارزیابی روش تحلیلی، با استفاده از معادله موج سینماتیک و بهره گیری از نرم افزار GIS، به روندیابی جریان در حوضه آزمایشگاهی پرداخته شد. نتایج حاصل از دو روش مذکور، در کنار نتایج حاصل از روش زمان-مساحت در مدل HEC-۱ قرار گرفت و در نهایت نتایج این سه روش با نتایج مشاهداتی حاصل از رخدادهای بارش-رواناب موجود در حوضه آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج نشان داد خطای مدل تحلیلی موج سینماتیک، مدل عددی موج سینماتیک و مدل HEC-۱ در تعیین مقدار دبی ماکزیمم، طبق شاخص خطای نسبی، حدود یک درصد بود. همچنین در تعیین هیدروگراف رواناب خروجی حوضه و میزان تطابق نتایج محاسباتی با مقادیر مشاهداتی، طبق شاخص نش-ساتکلیف، مدل تحلیلی موج سینماتیک مقدار ۹۲۶/۰ بهترین عملکرد را داشت و مدل عددی موج سینماتیک با مقدار ۸۳۸/۰ نسبت به دو مدل دیگر ضعیف تر عمل نمود. اما طبق شاخص رگرسیون، مدل HEC-۱ با مقدار ۹۴۴/۰ بهترین عملکرد، مدل تحلیلی موج سینماتیک با مقدار ۹۳۲/۰ در رتبه دوم و مدل عددی موج سینماتیک با مقدار ۸۹۹/۰ رتبه سوم را به دست آورد.

کلیدواژه ها:

پاسخ هیدرولوژیک ، حل تحلیلی ، حل عددی ، حوضه وی-شکل ، موج جنبشی (سینماتیک)