مدل تصادفی پیش بینی عمق آبشستگی بستر رودخانه شریانی براساس تغییرات ریخت شناسی رودخانه ها

آب و خاک

مقاله 2، دوره 25، شماره 2، تیر 1390   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.9217

نویسندگان

سمیه پوربخشیان؛ محمدرضا مجدزاده طباطبائی^* ؛ سید سعید موسوی ندوشنی؛ شهرام منصوری

دانشگاه صنعت آب و برق

چکیده

چکیده
مدلهای ریخت شناسی رودخانه به منظور فراهم آوردن یک بینش فیزیکی نسبت به واکنشهای ریخت شناسی و کمک به مهندسین رودخانه در مدیریت، طراحی و بهره برداری سیستمهای رودخانه، طراحی می شوند. در این راستا مدلهای قطعی بدلیل ساختار تصادفی و دینامیکی سیستم رودخانه ضعیف عمل می کنند، بخصوص که این مدلها نمی توانند شکل دقیق بستر رودخانه، بویژه رودخانه شریانی را به دلیل تغییرپذیری بستر رودخانه و نوسانات در هندسه مقطع عرضی، پیش بینی کنند. از آنجا که شیوه مدل تصادفی، تغییرپذیری رفتار سیستم رودخانه را با زمان رسیدگی می کند بنابراین ضرورت مدلسازی تصادفی تغییرات ریخت شناسی رودخانه ها و نوسانات بستر رودخانه لازم بنظر می رسد. ریخت شناسی بسیاری از رودخانه های جهان دستخوش یک سری از تغییرات وسیع شده که هم زمان توسعه آبشستگی موضعی رودخانه یک مسئله مهم در مهندسی رودخانه شده است. تغییرات ریخت شناسی رودخانه در بازه شریانی توسط پارامتر شریانی قابل ارزیابی می باشد، بدین صورت که کاهش پارامتر شریانی سبب تغییر ریخت شناسی رودخانه از حالت شریانی به حالت مئاندری می شود، که این به نوبۀ خود با افزایش عمق چاله فرسایشی همراه است. لذا جهت بررسی ارتباط آبشستگی بستر رودخانه شریانی با تغییر ریخت شناسی، یک مدل تصادفی براساس چهار پارامتر تراز بستر رودخانه، حداکثر دبی جریان، حداکثر دبی رسوب و شیب رودخانه، ارائه شده است که در آن، به منظور مدلسازی سری زمانی حداکثر جریان ماهانه و پیش-بینی مقدار و زمان وقوع آن از مدل استوکستیکی ARIMA و برای برآورد دبی رسوب از روشهای بگنولد، مییر-پیتر و انیشتین برون استفاده شده است. مطالعه موردی بر روی داده های استخراج شده از رودخانه یاهاجی از کشور ژاپن انجام یافته است. مقایسه نتایج حاصل از مدل تصادفی با داده-های واقعی نشان می دهدکه اگر برآورد بار بستر با روش بگنولد صورت گیرد، مدل به خوبی می تواند با پیش بینی مقطع عرضی رودخانه شریانی و بدنبال آن پیش بینی عمق آبشستگی بستر رودخانه در چندین سال متوالی، تغییرات ریخت شناسی رودخانه شریانی را پیش بینی کند. سیر نزولی مقادیر پیش بینی شده عمق آبشستگی بستر بیانگر تغییر مورفولوژی رودخانه یاهاجی در ایستگاه یونزو از حالت شریانی به مئاندری می باشد.

واژه های کلیدی: رودخانه شریانی، آبشستگی موضعی، مدل تصادفی، ARIMA ، رگرسیون چندمتغیره غیرخطی