ارزیابی روش های محاسبه منحنی دبی-اشل بر اساس روابط مقاومت فرم بستر در ایستگاه هیدرومتری آبلو نکارود مازندران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد قائم شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائم شهر، ایران

چکیده

در ایستگاه‌های هیدرومتری عمدتاً به دلیل مشکل اندازه‌گیری دبی در شرایط وقوع سیلاب، منحنی دبی - اشل از روی‌داده‌های اندازه‌گیری شده مربوط به شرایط غیر سیلابی استخراج می‌گردد و برای شرایط سیلابی برونیابی می‌شود. استفاده از منحنی دبی- اشل برونیابی شده برای محاسبه سیلاب ممکن است مقادیر کمتر یا بیشتری را تخمین بزند. علت این موضوع این است که در شرایط جریان سیلابی ممکن است نوع فرم بستر تشکیل‌شده تغییر یابد و باعث تغییر مقاومت در برابر جریان گردد. بنابراین به‌منظور پیش‌بینی بهتر منحنی دبی – اشل لازم است از روابطی استفاده شود که در آن‌ها مقاومت فرم بستر در نظر گرفته شود. در این تحقیق از روش‌های انیشتین - بارباروسا، شن، وایت، انگلوند و براونلی برای تکمیل قسمت انتهایی منحنی دبی - اشل حاصل از اندازه‌گیری در ایستگاه هیدرومتری آبلو واقع بر رودخانه نکارود و یا ساخت منحنی دبی - اشل در ایستگاه مذکور استفاده گردید. پس از برداشت داده‌های موردنیاز شامل مقاطع عرضی، دبی اندازه-گیری شده و اشل متناظر با آن و همچنین منحنی دانه‌بندی مواد بستر در این ایستگاه و محاسبه دبی - اشل متناظر با آن توسط روش‌های ذکرشده در سال آبی 1401-1400، مقایسه‌های آماری مختلف بین دبی‌های محاسباتی و اندازه‌گیری شده متناظر انجام گردید. نتایج نشان داد روش انیشتین - بارباروسا دارای کمترین مقدار متوسط خطای مطلق 6.9 و متوسط جذر مربعات خطا 2.7 نسبت به سایر روش‌ها است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment of Estimation Methods of Stage -Discharge Rating Curve According to Bed Form Resistance Equations in Nekarud Ablo Hydrometry Station, Mazandaran

نویسنده [English]

  • ali bagheri
Assistant Professor, Department of Water Science and Engineering, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran.
چکیده [English]

Stage -discharge rating curve is mainly developed from measured data in any hydrometry station. Measured data usually obtain in low to medium flow discharge, because in most cases it is very difficult to measure the flow discharge during flood. Therefore, the stage-discharge is extrapolated beyond the measured data to compute the flood which may estimate low or higher value. This is because during the high flow, the bed form is developed which causes the flow resistance to change. In order to establish a better stage - discharge rating curve, it is important to apply methods which consider the bed form resistance. In this research, Einstein-Barbarossa, Shen, White, Engelund and Brownlie methods were used to complete the final part of the Stage- discharge rating curve obtained from the measurement at the Ablo hydrometry station located on the nekarud river or to construct the Stage – discharge rating curve at the mentioned station. After collecting the required data including river cross section, discharge and related stage and bed material gradation in this station and calculating the corresponding Stage – discharge using the mentioned methods in the water year 2021-2022, various statistical comparisons were made between calculated and measured discharges. The results showed that the Einstein-Barbarossa method has the lowest absolute mean error of 6.9 and minimum root mean square error of 2.7 compared to other methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stage-discharge rating curve
  • Bed form
  • Ablo hydrometry station
  • Nekarud
  • Mazandaran

مراجع

وفاخواه، م. و شجاعی، غ. ۱۳۸۶. تعیین مناسب­ترین رابطه دبی- اشل در ایستگاه هیدرومتری سد تنظیمی زاینده­رود. مجله علوم و فنون کشاورزی. 11(42): 322 – 315.
شجاعیان، ز. و حسین زاده، ع. 1389. واسنجی روش­های تجربی در برآورد رابطه دبی – اشل با توجه به فرم بستر (مطالعه موردی: ایستگاه هیدرومتری عبدالخان)، پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد، 14 تا 16 اردیبهشت. مشهد. ایران
شفاعی بجستان، م. ۱۳۸۷. هیدرولیک رسوب. چاپ اول، ویرایش دوم، انتشارات دانشگاه شهید چمران، اهواز. 199 – 161.
قبادیان، ر. مرآتی، ا. و تیزرو، ع. 1392. پیش‌بینی رابطه دبی - اشل در ایستگاه هیدرومتری قورباغستان کرمانشاه بر اساس روابط مقاومت فرم بستر. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک. 17(63): 70 – 61.
اوژن، م. مهدوی، م. خلیقی، ش. و حقی آبی، ا. 1389. مقایسه روش‌های امتداد منحنی سنجه دبی به‌منظور برآورد دبی‌های متناظر با اشل‌های حداکثر. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک. 14(54): 25 – 17.
مرآتی، ا. قبادیان، ر. و تیزرو، ع. 1392. واسنجی روش­های استخراج رابطه دبی-اشل در ایستگاه­های هیدرومتری حوضه رودخانه قره­سو. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع غذایی). 27(6): 1224 – 1216.
ملکی، پ. کتابداری، م. صمدی، ح. و ملکی، د. 1394. ارزیابی روش­های محاسبه منحنی دبی - اشل در رودخانه­های با فرم بستر ریپل. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 29(4): 819 – 810.
-نوروزی، گ. محمدپور، ر. والی­پور، ع. ترابی، ع. و احمدی، م. 1394. پیش­بینی رابطه دبی - اشل در رودخانه­ مند بوشهر با استفاده از هیبرید روش­های Fuzzy و GMDH. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 16(59): 52 – 44.
Athaaullah, M. 1968. Prediction of Bed Forms in Erodable Channels. Ph.D. Dissertation, Dept. of Civil Eng., Colorado State Univ., Fort Collins, Colorado.
Bhattacharya, B. and Solomatine, D.P. 2000. Application of artificial neural network in stage-dicharge relationship. 4th International conference on Hydroinformatics. Iowa city, USA.
Birbal, P., Azamathulla, H., Leon, L., Kumar, V. and Hosein J. 2021. Predictive modelling of the stage–discharge relationship using Gene-Expression Programming. Journal of Water Supply. 21(7): 3503–3514.
Brownlie, W. R. 1983. Flow depth in sand–bed channels. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE 109(7): 959-990.
Chubak, N. J. J. and Mc Ginn, R. A. 2002. Evaluating outlet flow for Clear Lake, Riding Mountain National Park, Manitoba: A rating curve based on lake levels. Annual Meeting of the Canadian Association of Geographers, Toronto, Ontario.
Einstein, H. A. and Barbarossa, N. L. 1952. River channel roughness. Trans. ASCE 117: 1121-1132.
Engelund, F. 1966. Hydraulic resistance of alluvial stream. Journal of Hydraulic Division. ASCE 92: 315-326.
Gessler, D., Gessler, J. and Watson, C. 1998. Prediction of Discontinuity in Stage- Discharge Rating Curves. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE 124(3): 243-252.
Kim, S. E., Shin, J., Seo, I.W. and Lyu S. 2016. Development of stage-discharge rating curve using hydraulic performance graph model. Procedia Engineering. Elsevier. 154, 334–339.
Lee, M.C., Leu, J. M., Lai, C. J., Plant, W. J., Keller, W.C. and Hayes K. 2002. Non-contact flood discharge measurements using X-band pulse radar (II) Improvements and applications. J. Flow Measurement and Instrum. 13: 271–276.
Schmidt, A. R. and Garcia, M. H. 2003. Theoretical Examination of Historical Shifts and Adjustments to Stage-Discharge Rating Curve. World water & environmental resources congress. Pennsylvania, USA: 223-233.
Shen, H.W. 1962. Development of Bed roughness in Alluvial Channels. Journal of Hydraulic Division. ASCE 88: 275-289.
Shaw, E. M. 1994. Hydrology in Practice. 3rd ed., T. J. Press, London.
White, W., Paris, E. and Bettess R. 1979. A New General Method for Prediction the Frictional Characteristics of Alluvial Streams. Wallingford, Rebort No, 187, Engeland.
Zakwan, M., Muzzammil, M. and Alam J. 2017. Developing stage-discharge relations using optimization techniques. Aquademia: water. Environment and Technology 1 (2), 05.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 17، شماره 3 - شماره پیاپی 99
مرداد و شهریور 1402
صفحه 493-503

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار