مقایسه نتایج شبیه سازی خصوصیات جریان پایدار با مدل یک بعدی HEC-RAS و مدل دو بعدی FAST-2D در بازه رودخانه نازلو

بررسی خصوصیات جریان در یک بازه رودخانه نظیر برآورد عمق، سرعت و تنش برشی در کناره های رودخانه از نیازهای اساسی در طرح های مهندسی رودخانه می باشد. برای این منظور مدل های مختلفی برای شبیه سازی خصوصیات جریان در یک، دو و یا سه بعدی، و نیز برای شرایط جریان پایدار و ناپایدار ارائه شده است. مدلهای یک بعدی خصوصیات جریان را فقط در راستای عمومی جریان بررسی می کنند. این مدل ها نظیر مدل (HEC-RAS) با بهره یری از حداقل اطلاعات صحرائی و حجم محاسباتی اندک، نتایج قابل اعتمادی را ازمتوسط خصوصیات جریان (سرعت، عمق و تنش برشی و …) ارائه نموده و کاربرد عمومی در مطالعات رودخانه ای دارند. مدلهای دو بعدی سطح افق (FAST-2D) با وجود پیچیدگیهای محاسباتی در حل عددی معادلات دیفرانسیل حاکم بر جریان رودخانه ای، قادر به ارزیابی عمق، تنش برشی و متوسط عمقی (در دو بعد کارتزین) می باشد. مقایسه کاربرد مدلهای یک بعدی قابل اعتماد بامدل های توسعه یافته دو بعدی در شرایط فیزیکی (هندسی و هیدرولیکی) یکسان در بازه های رودخانه های طبیعی می تواند درجه اطمینان از مدلهای پیشرفته را برای کسب نتایج جزئی تر از جریانات رودخانه ای فراهم سازد. در این بررسی، یک بازه از رودخانه نازلو، بطول 1200 متر شامل یک پل انتخاب گردید بازه فوق شاخصی از رودخانه های عریض، کم عمق، با مواد بستری درشت دانه بشمار می آید. این مقاله نتایج شبیه سازی پارامترهای مشترک جریان بین دو مدل HEC-RAS و FAST-2D رامورد مقایسه قرار داده است. ارزیابی نتایج حاصله نشان میدهد که نتایج مدل (FAST-2D) در طول بازه مطابقت بسیار خوبی با نتایج مدل (HEC-RAS) داشته است. ارتفاع سطح آب محاسبه شده با مدل FAST-2D نسبت به مدل HEC-RAS کمترین خطا را در مقایسه با پارامترهای دیگر دارد. (در بالادست پل بطور متوسط 7+ درصد و در محدوده های دیگر 2- درصد) برای سایر پارامترهای هیدرولیکی، مدل FAST-2D بطور متوسط 18 درصد برآورد کمتری را نسبت به مدل HEC-RAS دارد. کاربرد مدل FAST-2D در رودخانه هایی با شرایطی مشابه رودخانه نازلو و با در نظر گرفتن محدوده اطمینان حاصل از این بررسی، توصیه می گردد.

کلیدواژه ها:

مدل رودخانه ای ، مدل HES-RAS ، مدل FAST-2D ، رودخانه نازلو