پایان نامه استفاده از مدل بارش – رواناب در براورد دبی طراحی سازه های هیدرولیکی

پایان نامه استفاده از مدل بارش – رواناب در براورد دبی طراحی سازه های هیدرولیکی

چکیده :

در این رساله ابتدا انواع مدلهای بارش  رواناب مورد بررسی و سپس مدل بارش - رواناب

HMS -HEC  به منظور برآورد دبی طراحی سازه های هیدرولیکی در حوضه آبریز کن واقع در شمال غربی تهران مورد استفاده قرار گرفت . حوضه آبریز مزبور تا ایستگاه آب سنجی سولقان به مساحت ٢٠٦.٣٨ کیلومتر مربع ، از سال  ١٣٧٥ به بعد به عنوان حوضه آبریز معرف وزارت نیرو انتخاب گردیده است . که در آن  دبی اوج و حساسیت مدل HMS -HEC  در براورد دبی پیک نسبت به پارامترهای مختلف تعیین شد. با توجه به اهمیت زیادی که دبی اوج رواناب در مباحث مدیریت سیلاب و اطمینان از سلامت و کارکرد مناسب  ساختمان های واقع در در مسیر جریان دارد میان دبی اوج مشاهده ای و برآورد شده با مدل مقایسه گردید. ارزیابی توان مدل – HEC  HMSدر برآورد دبی پیک در  SCS I و SCS II با بهره گیری از رابطه کالیفرنیا در  SCS I و بهره گیری از زمان تمرکز واقعی مناسبترین برآورد را دارند. در مدل SCS تیپ  I و II با افزایش مقدار CNخاک به حالت اشباع نزدیکتر و نفوذپذیری آب کمتر می گردد در نتیجه دبی پیک با افزایش CNافزایش می یابد . همچنین با افزایش زمان تمرکز میزان دبی پیک برآورد شده توسط   HEC  HMS– کاهش می یابد .در تیپ های مختلف با میزان بارندگی ثابت هر قدر شدت بارش افزایش می یابد دبی پیک نیز افزایش می یابد در تحلیل هیدروگراف های مربوط به SCS I و SCS Ia در مقایسه با هیدروگراف های مربوط به SCS II و SCS III از آنجائی که در این دو نوع توزیع زمانی بارش شدت بارش کمتر است در نتیجه رواناب کمتری تشکیل شده و دبی پیک کمتری به دست آمده است . نتایج این بررسی نشان دهنده توانایی بالقوه مدل بارش -رواناب و همچنین محاسبه زمان واقعی سیلاب و پیش بینی رخدادهای آینده در این حوضه می باشد.

فهرست مطالب

عنوان مطالب                                                                       شماره صفحه   

چکیده                                                                                           1

مقدمه                                                                                            2

فصل اول : هدف و آشنائی با مفاهیم ...................................................................        ٥  

°  ١-١) پیشگفتا..ر.......................................................................................................................       ٦

°  ١-٢) هدف تحقی .ق .................................................................................................................         ٧ 

°  ١-٣) تعریف حوض .ه ................................................................................................................        ٨

°  ١-٤) مفاهیم بارش و روانا .ب ................................................................................................         ٨

°  ١-٥) رابطه بارش و روانا .ب ...................................................................................................        ٩

°  ١-٦) مفهوم سیستم در هیدرولوژی....................................................................................      ١١

°  ١-٧) فرایند بارش  رواناب بعنوان سیستم هیدرولوژی................................................        ١٤

فصل دوم : مروری بر مطالعات انجام شده و معرفی مدلها ..................................        ١٥  

° ٢-١) تعریف مد .ل ...................................................................................................................        ١٦

° ٢-٢) مدل سیستم هیدرولوژی............................................................................................        ١٦

° ٢-٣) مدلهای هیدرولوژی حوضه آبریز...............................................................................        ١٧

° ٢-٤) طبقه بندی مدلهای هیدرولوژیک .............................................................................        ١٩

° ٢-٥) مدلهای ریاضی بارش  رواناب ..................................................................................      ١٩

° ٢-٦) تبدیل بارش به رواناب .................................................................................................       ٢٢

° ٢-٧) مدلهای نفو .ذ..................................................................................................................       ٢٣

° ٢-٧-١) مدلهای تجربی نفو .ذ...............................................................................................       ٢٤

° ٢-٧-٢) م دلهای نفوذ بر پایه تئوری تقریب ......................................................................        ٢٥

° ٢-٧-٣) مدل شماره منحنی SCS (تک واقعه ).................................................................      ٢٧

° ٢-٨) تبدیل رواناب به هیدروگراف ......................................................................................        ٢٨

° ٢-٨-١) مدلهای تجربی (مدل توده ای یا روش جعبه سیاه )........................................        ٢٨

° ٢-٨-٢) مدل های مفهومی (مدل تصوری).......................................................................      ٢٩

° ٢-٩) معرفی مدل های کامپ یوتری هیدرولوژیک .................................................................       ٢٩

° ٢-١٠) توسعه مدلهای هیدرولوژیکی حوضه آبریز...........................................................        ٣٥

° ٢-١١) توسعه مدلهای جزئ .ی...............................................................................................       ٣٩

° ٢-١٢) مدل بارش _ روانا .ب .................................................................................................      ٤١

° ٢-١٢-١) انواع مدلهای بارش _ رواناب ..............................................................................      ٤٣

° ٢-١٢-١-١) مدلهای روش جعبه سیاه بارش _ رواناب ..................................................        ٤٣

° ٢-١٢-١-٢) م دلهای مفهومی بارش _ رواناب ..................................................................      ٤٤

° ٢-١٣) مرور و تفسی .ر.............................................................................................................       ٤٧

° ٢-١٤) داده های مورد نیاز مدلهای هیدرولوژیکی..........................................................        ٥٣

° ٢-١٥) مقیاس گذاری و  تغییر پذیری...............................................................................        ٥٤

° ٢-١٦) تنوع مکان .ی.................................................................................................................        ٥٨

فصل سوم : معرفی مدل HMS –HEC  ..................................................................      ٥٩

٣-١) پیشگفتا..ر........................................................................................................................       ٦٠

٣-٢) مدلسازی مولفه های حوضه آبری .ز.............................................................................        ٦٢

٣-٣) مولفه های مدل  HMS –H. EC .................................................................................     64

٣-٣-١) اجزاء مختلف مدل حوض .ه ......................................................................................        ٦٤

٣-٣-٢) اجزاء مختلف مولفه شاخصهای کنترل ................................................................        ٦٧

٣-٣-٣) اجزاء مختلف مدل هواشناسی...............................................................................        ٦٧

فصل چهارم : ویژگیهای عرصه تحقیق و نتایج حاصل از مدل HMS –HEC          69

٤-١) حوضه معر ...ف ..................................................................................................................      ٧٠

٤-٢) موقعیت عمومی حوضه آبریز منتخب ........................................................................      ٧٠

٤-٣) ایستگاههای هواشناسی و هیدرومتری......................................................................       ٧١

٤-٤) فیزیوگراف ..ی....................................................................................................................       ٧٤

٤-٥) محدودههای هم C. N....................................................................................................      ٧٨

٤-٦) دادههای بارش رواناب سیلاب مورخ ٧٦.١.١٦ در حوضه معرف .......................      ٧٨

٤-٧) تعیین پارامترهای مدل HMS –H.EC ......................................................................       ٨٠

٤-٨) نتایج دبی های پیک براورد شده با استفاده از مدل HEC-HMS .......................      ٨٠

٤-٩) حساسیت مدل HEC-HMS در براورد دبی پیک نسبت به CN..........................        ٨٨

٤-١٠) حساسیت مدل HEC-HMS در براورد دبی پیک نسبت به Tc.........................      ٩١

٤-١١) حساسیت مدل HEC-HMS در براورد دبی پیک نسبت به میزان بارش ........        ٩٣

٤-١٢) مقایسه نمونه هیدروگراف واقعی (obs) و شبیه سازی شده با مدل (-HEC         99

 (HMS

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات ...............................................................      ١٠٥

° ٥-١) نتیجه گیر.ی..................................................................................................................                                                                                                 106

° ٥-٢) پیشنهادا..ت ....................................................................................................................                                                                                                  107

منابع و ماخذ........................................................................................................................            108

فهرست منابع فارسی............................................................................................................         108

فهرست منابع لاتین ..............................................................................................................          109

سایت های اطلاع رسانی......................................................................................................            111

چکیده انگلیسی.....................................................................................................................       112