پیش بینی ضریب زبری مقاطع رودخانه با استفاده از حل معکوس معادلات سنت- ونانت
چکیده
تعیین ضریب زبری مانینگ، یک گام مهم در فرآیند مدل سازی هیدرودینامیکی است و چنانچه این امر به دقت صورت نگیرد، موجب خطای محسوسی در برآورد دبی می شود. به این ترتیب شناسایی تغییرات مکانی ضریب زبری در رودخانه ها بر صحت و اطمینان اقدامات مدیریتی و روش های کنترلی مقوله های مرتبط با جریان رودخانه ای خواهد افزود. نظر به ضرورت بیان شده و محدودیت مطالعات انجام شده در این خصوص، در این تحقیق با در دست داشتن هیدروگراف (های) ورودی و رابطه عمق آب با زمان در ابتدا و انتهای بازه ای از یک رودخانه یا یک کانال، با حل معکوس معادلات سنت ونانت، مقادیر ضرایب زبری در چند مقطع از رودخانه یا کانال بدست می آید. در این مطالعه، مسئله معکوس تخمین ضریب زبری در مقاطع رودخانه و یا کانال های باز، با استفاده از یک مدل بهینه سازی غیر خطی مقید که بر پایه ی روش برنامه ریزی متوالی درجه دوم است، و یک مدل شبیه سازی که بر اساس تقریب تفاضلات محدود ضمنی پرایزمن گسسته سازی شده، حل شده است. در این تحقیق تابع هدف بر اساس مجموع مربعات تفاضلات عمق های مشاهداتی و محاسباتی تعیین می شود. مسئله معکوس مورد نظر، یک مسئله بدخیم است. اما این مشکل با استفاده از روش تنظیم تیخونوف که یکی از معروفترین و متداول-ترین روش های تنظیم مسائل معکوس است، قابل حل است. در نهایت با توجه به ارزیابی مدل، می توان نتیجه گرفت که مدل مذبور جهت محاسبه ضرایب زبری مقاطع کانال یا رودخانه، به علت دقت و سرعت در پاسخ گویی، قابل استناد است.
