تحلیل حساسیت مدل دوبعدی HEC-RAS نسبت به معادلات حاکم در پهنه بندی خطر سیل: مطالعه موردی رودخانه خرم آباد

علیرغم پیشرفت های قابل توجه در مدل های هیدرولیکی، عدم درک کامل فرآیندهای سیلاب و تغییرات مکانی-زمانی ورودی های مدل (مانند توپوگرافی و زبری سطح)، دقت پیش بینی سیلاب را محدود کرده است. در پژوهش حاضر، تاثیر معادلات محاسباتی بر دقت مدل HEC-RAS در تهیه نقشه خطر سیل بررسی شد. به همین منظور متغیرهای جریان آب برای دبی های ۱۵، ۳۴ و ۱۰۰۰ مترمکعب بر ثانیه در یک بازه ۳ کیلومتری از رودخانه پایین دست شهر خرم آباد شبیه سازی شدند. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که این مدل به عواملی نظیر ضریب زبری مانینگ، ابعاد شبکه محاسباتی و روش حل معادلات حاکم بر جریان حساسیت بالایی دارد. در میان خصوصیات هیدرولیکی مختلف، تراز سطح آب کمترین حساسیت را نسبت به معادلات محاسباتی نشان داد. عملکرد مدل در شبیه سازی جریان اندازه گیری شده در ماه فروردین و آبان ۱۴۰۳، با استفاده از روش حل موج پخشیده، به مراتب بهتر بود. در مقابل، برای سیلاب فروردین ۱۳۹۸، روش حل معادلات موج دینامیک نتایج بهتری را ارائه داد. تحلیل های انجام شده از طریق ارزیابی پارامترهای اندازه گیری شده (عمق، سرعت و عرض گسترش جریان) و نتایج شبیه سازی چهار مقطع مشاهداتی، با استفاده از شاخص های آماری RMSE و MAPE، انجام گردید. نتایج نشان داد که در اکثر مقاطع، سیلاب به کرانه ها گسترش یافته و در مقطع پل (مقطع D) به دلیل محدودیت عرضی، عمق و سرعت بیشتری به ثبت رسیده است. به طور کلی، در شرایطی که کانال مقطع پر ظرفیت مناسبی برای دبی ورودی داشته باشد، روش حل موج پخشیده انتخاب بهتری است. در مقابل، برای دبی های با دوره بازگشت بالا و در شرایطی که جریان به سمت سیلاب دشت گسترش می یابد، انتخاب معادلات موج دینامیک برتر خواهد بود.

کلیدواژه ها:

مدل HEC-RAS ، حساسیت مدل ، عدم قطعیت ، معادلات هیدرودینامیکی