توسعه مدل ماسکینگام غیرخطی و مقایسه آن با مدل HEC-RAS جهت روندیابی سیل در رودخانه ها

روندیابی سیل در رودخانه ها فرایندی ریاضی است که برای تعیین هیدروگراف جریان در هر نقطه از رودخانه صورت می گیرد. یکی از روش های روندیابی، حل معادلات کامل سنت ونانت در تحلیل جریان غیرماندگار است که به دلیل پیچیدگی زیاد، نیازمند استفاده از کامپیوتر و مدل های توسعه یافته است. در مقابل این روش پیچیده، روش های ساده تر و با دقت مناسب توسعه یافته اند که از دیدگاه هیدرولوژیست ها نتایج قابل قبولی دارند. مدل ماسکینگام یکی از این روش هاست که دقت در تخمین پارامترهای آن بر هیدروگراف روندیابی شده، به خصوص بر حداکثر مقدار سیلاب، تاثیرگذار است. ازآنجا که الگوریتم ژنتیک گزینه مناسبی برای تعیین پارامترهای بهینه مدل غیرخطی ماسکینگام است، در این تحقیق ضرایب بهینه مدل غیرخطی ماسکینگام از این روش در برنامه MATLAB و برای دامنه وسیعی از هیدروگراف های خروجی به دست آمده از نرم افزار HEC-RAS حاصل آمد. با به دست آوردن مقادیر بهینه این پارامترها و داشتن خصوصیات فیزیکی و هندسی رودخانه مورد مطالعه، تغییرات این خصوصیات و همچنین تغییرات پارامترهای روابط مدل ماسکینگام-کانژ بر مقادیر ضرایب غیرخطی ماسکینگام بررسی شد. از این طریق، روابطی برای ضرایب مدل ماسکینگام غیرخطی ، و به صورت تابعی از مشخصات رودخانه و سیلاب ورودی ارائه شد. سپس روندیابی سیل از روش حل معادلات دیفرانسیلی مرتبه اول به روش رانگ-کوتای مرتبه 4 انجام گرفت. برای بررسی دقت روابط مدل توسعه یافته، هیدروگراف های خروجی از پنج سیلاب بازه ای از یک رودخانه، با هیدروگراف های خروجی محاسبه شده با روش توسعه یافته و نرم افزار HEC-RAS مقایسه و نتایج دو روش با استفاده از فاکتور RMSE و ضریب همبستگی تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد دقت مدل توسعه یافته مشابه نرم افزار HEC-RAS است، بنابراین می توان از مدل توسعه یافته در مطالعات آینده در زمینه روندیابی سیل استفاده کرد.