مدل‎سازی استوکستیک و پیش‏بینی رفتار بلندمدت خصوصیات مختلف بار رسوبی معلق رودخانه

نوع مقاله : ویژه نامه دریاچه ارومیه

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، دانشگاه ارومیه

2 استاد/گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه

3 دانش آموخته دکتری مهندسی منابع آب، دانشگاه ارومیه

چکیده

تغییر رفتار جریان رودخانه‌ها به دلیل وقوع پدیده تغییر اقلیم در سال‌های گذشته منجر به افزایش رخدادهای هیدرولوژیکی شدید از جمله سیل‌های بزرگ به همراه رسوبات زیاد گردیده که ضرورت شناخت مشخصات مختلف رسوبات رودخانه‏ای را برای برنامه‌ریزی و طراحی سازه‌های آبی را بسیار پر اهمیت کرده است. در این مطالعه به‌صورت نوآورانه، با توسعه شاخص جدید رسوب استاندارد (SSI)، مشخصات مختلف داده‌های رسوب از جمله تابع چگالی احتمال، بزرگی، شدت رسوب و ... به ازای یک فرآیند شبیه‏سازی مونت‌کارلو در رودخانه‌های غرب حوضه دریاچه ارومیه انجام پذیرفت. بدین منظور، ابتدا سری داده‌های رسوب جریان رودخانه به ازای مدل‌های مختلف منحنی دبی- رسوب، تعیین و سپس سری داده‏های مصنوعی رسوب (به تعداد 1000 سری) با استفاده از مدل استوکستیک مناسب تولید و برای پایش و تعیین خصوصیات مختلف رسوب استفاده گردید. نتایج نشان داد که در اکثر ایستگاه‌ها روش محاسبه و برآورد رابطه دبی- رسوب به ازای روش نوآورانه این مطالعه در اولویت اول دارای عملکرد مناسب نسبت به سایر روش‌های پیشنهادی در مطالعات مختلف بوده است. ضمناً بر اساس نتایج، تابع چگالی احتمال داده‌های رسوب کاملاً از توزیع نرمال تبعیت نموده، که بیانگر تطابق کامل تابع چگالی احتمال رخدادهای رسوب به‌عنوان رخدادهای مورد انتظار از یک پدیده حاصل از فرآیند طبیعی نرمالیزه بوده و دارای رفتار نظام‌مند با ضرایب چولگی داده‌ها می‌باشد. نهایتاً نتایج این مطالعه به‌عنوان یک راهنمای جامع در استنباط دقیق و واقعی از پدیده رسوب رودخانه به ازای شاخص SSI بوده و می‏تواند تأثیر قابل توجهی در کاهش حداکثری خسارات ناشی از رسوبات داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Stochastic modeling and long-term forecasting of suspended river sediment

نویسندگان [English]

  • Nader Jannatdoust 1
  • Majid Montaseri 2
  • Babak Amirataee 3
1 Ph.D. candidate in Water Resources Engineering, Urmia University
2 Professor, Department of Water Engineering, Urmia University, Urmia, Iran,
3 Ph.D. Graduate of Water Recourses Engineering, Urmia University
چکیده [English]

The change in the behavior of river flow due to the occurrence of climate change in the past years has led to an increase in extreme hydrological events such as flash floods with high sediments, which has made it very important to know the different characteristics of river sediments for planning and designing water structures. In this study, a new Standardized Sediment Index (SSI) was developed and different characteristics of sediment, including probability density function (PDF), magnitude, intensity, etc., were carried using a Monte Carlo simulation process in the western of Lake Urmia basin. For this purpose, first, the sediment data was determined according to different models of rating curve, and then the synthetic data series of sediment (1000 series) were generated using a suitable stochastic model and were used to determine different characteristics of sediment. The results showed that in most stations, the method of estimating the rating relationship according to the innovative method of this study, i.e. using the flow discharge index method to classify the relationship between flow and sediment; has the first priority in performance compared to other methods proposed in different studies. Also, the PDF of sediment data completely follows the normal distribution, which indicates that probability density function of sediment events as expected from a normalized natural process has a systematic behavior with skewness data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sediment load
  • Standard Sediment Index
  • Monte Carlo simulation
  • Synthetic data generation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 07 اسفند 1401
  • تاریخ دریافت: 27 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری: 30 بهمن 1401
  • تاریخ پذیرش: 07 اسفند 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 07 اسفند 1401