برآورد دبی اوج ناشی از شکست سدهای خاکی بر اساس الگوهای آماری چندمتغیره

آب و خاک

مقاله 5، دوره 29، شماره 2، خرداد 1394، صفحه 393-405   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.36606

نویسندگان

مهسا نوری^{* 1}؛ سعید رضا خداشناس¹؛ حجت رضایی پژند²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه آزاد واحد مشهد

چکیده

شکست سد و جاری شدن آب ذخیره شده در پشت آن یکی از حوادث ناگوار و غیرقابل کنترل است. بیشترین خسارت در دبی اوج (Qp) شکست رخ می دهد که اگر با دقت مناسب پیش‌بینی شود، می توان سیلاب پایاب را با روش های هیدرولیکی به خوبی پهنه بندی کرد و خسارات وارد را کاهش داد. پژوهشگران مختلف روابطی برای تخمین Qpارائه داده اند. اطلاعات آن ها مبتنی بر140 سدخاکی شکسته شده در دنیاست که 34 عدد از آن ها اطلاعات کافی دارند و قابل تحلیل هستند. روابط ارائه شده از دیدگاه آماری به خوبی تدوین نشده است. هدف این مقاله ارائه الگویی برتر با دقت خوب برای تخمین Qp است. رعایت موازین آماری شامل: آزمون های اولیه، آسیب شناسی و کارایی از نوآوری های این مقاله است. الگوهای متعدد خطی و غیرخطی بر داده ها برازش داده شد. آزمون‌های اولیه شامل آزمون های ضرورت وجود متغیرهای توضیحی، تحلیل واریانس وغیره انجام شد. آسیب شناسی الگوها شامل همگنی، تثبیت واریانس، استقلال و داده پرت با آماره ها و نمودارهای مربوط انجام شد. تحلیل ها سه دسته الگوی رغیب را نشان داد که برترین الگوی هر دسته انتخاب شد. ضریب تعیین آن‌ها از 86/0تا864/0 است. کارایی نسبی با آماره RMSE محاسبه شد. نتایج نشان داد که این الگوها در مقایسه با الگوهای سایر پژوهشگران از دقت بیشتری برخوردارند. از نظر هیدرولیکی با توجه به آن‌که دبی عبوری Qp متناسب باHw 1.5 میباشد، نتایج نشان می دهد الگوی (3) ارائه شده در این تحقیق، هم از لحاظ آماری و هم از لحاظ هیدرولیکی تخمین بهتری برای Qp نسبت به سایر روش ها ارائه می دهد.

کلیدواژه‌ها

آسیب شناسی؛ دبی اوج؛ شکست سد؛ ضریب تعیین؛ کارایی

مراجع

1- Aureli F., Mignosa P., Ziveri C. 2008. Dam Break Flows: Acquisition of Exoerimental Data theough an Imaging Technique and 2D Numerical Modeling. ASCE.

2- Belsley D.A., Welsch R.E. 2004. Regression Diagnostics; John Wiley & Sons. P: 314.

3- Chanson H. 2009. Application of the mothod of characteristics to the dam break wave problem. Journal of Hydraulic Research, 47(1): 41-49.

4- Froehlich D.C. 1995. Peak Outflow Breach Embankment Dam. Journal of Water Resources planning and Management, 121(1): 97-90.

5- Hasanzadeh Y. 2004. Dam Failure Hydraulic. Iranian National Committee on Large Dams. Hydraulic Technical Committee. DOE. (in Persian).

6- Hasanzadeh Y. 2010. Effects of bed roughness on wave velocity resulting from dam failure in a hydraulic sloping model. Journal of Civil and Environmental Engineering, 40:13-20. (in Persian with English abstract).

7- MacDonald T.C., Langridge -Monopolis, J. 1984. Breaching Characteristics of Dam Failures. Journal of Hydraulic Engineering, 110 (5): 567-586.

8- Morris M. 2011. Predicting Breach. FRMRC flood risk management research consortium.

9- Rezaie Pazhan H., Bozorgnia A. 2002. Nonlinear regression analysis and its applications.

10- Shamsaie A., Mousavi Sh. 2004. Earthen dam break flood estimation and resulting routingFirst National Congress on Civil Engineering. Sharif University of Technology. (in Persian)

11- Singh V.P. 1996. Dam Breach Modeling Technology. Kleiwer Academic Publishers.

12- Tingsanchali T.C. 2001. Numerical modelling of dam failure due to flow overtopping. Hydrological Science. 1:46.

13- U.S.A.C.o Engineers. 1977. Engineering and Design hydrologic engineering requirement for reservoirs.

14- Wahl T.L. 1998. Prediction of Embankment Dam Breach Parameters. A Literature Review and Needs assessment.U.S. Bureau of Reclamation Dam Safety Report DSO-004-98.

15- Wahl T.L. 2001. The Uncertainty of Embankment Dam Breach Parameter Predictions Based on Dam Failure Case Studies. USDA/FEMA Workshop on Issues, Resolutions, and Research Needs Related to Dam Failure Analysis.

16- Weiming W., Wang S.Y. 2007. One-Dimensional Modeling of Dam-Break Flow over Movable Beds. Journal of Hydraulic Engineering, In ASCE, 133 (1):48-58.

17- Weisberg S. 2005. Applied Linear Regression; John Wiley & Sons, P: 335.