نسخه جدید سایت SID.ir

مشخصات

عنوان:

روندیابی سیلاب به روش دقیق هیدرولیکی و با استفاده از روش تفاضل محدود



گروه تخصصی:  فنی و مهندسی

سازمان مجری:  واحد استان کرمانشاه 

گروه پژوهشی: 

پژوهشگران: 
به آیین فرزام (مسئول طرح)

تاریخ خاتمه:  خرداد 1389

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 4-7294902-0831

نشانی سازمان مجری: کرمانشاه، بالاتر از میدان آیت اله کاشانی، خیابان شهید اشرفی اصفهانی، نبش خیابان شورا، صندوق پستی: 45
 

چکیده:

روندیابی سیلاب با روشهای تقریبی و دقیق قابل اجرا می باشد. روشهای تقریبی که عمدتا روشهای هیدرولوژیکی می باشند به دلیل سادگی استفاده و قابل انجام بودن با دست در گذشته به طور وسیعی بکار برده می شده اند. اما امروزه روشهای دقیق که مبتنی بر حل کامل معادلات سنت ونانت می باشند در حال تکامل و به نتیجه رسیدن هستند. در این تحقیق صورت کامل این معادلات که از نوع دیفرانسیل جزیی غیرخطی هیپربولیک می باشند معرفی شده و با استفاده از روش تفاضل محدود وبا به کار بردن تکنیک حل تلویحی چهار نقطه ای به طور دقیق و مشروح حل شده اند. بدین صورت که ابتدا با تشکیل شبکه مستطیلی از نقاط در صفحه زمان مکان معادلات دیفرانسیل جزیی بقای جرم و مومنتوم به معادلات تفاضل محدود تبدیل شده و سپس سیستم معادلات غیرخطی منتجه بوسیله روش تعمیم یافته تکرار نیوتن حل گردیده است. معین کردن سیستم نامعین معادلات غیرخطی فوق الذکر با استفاده از شرایط مرزی انجام گرفته است. روندیابی سیلاب رودخانه مرگ در دشت ماهیدشت در استان کرمانشاه از حوزه کلی خلیج فارس به عنوان آزمون میدانی انتخاب شده است.
از طریق مقایسه نتایج بدست آمده ازروش روندیابی پیشنهادی با اطلاعات ثبت شده واقعی دررودخانه مرگ و همچنین با روشهای دیگرکارایی این روش ثابت گردیده است. انجام روندیابی سیلاب با روش پیشنهادی دراین تحقیق با استفاده از برنامه کامپیوتری که اختصاصا برای این منظور تهیه شده است انجام گردیده است. روش پیشنهادی دراین تحقیق مشکلات پایداری عددی و اجبار در به کار بردن گامهای زمانی کوچک که روشهای صریح شدیدا به ان دچار هستند را ندارد وثابت شده است که این روش همگرایی سریع وکارایی مناسب وانعطاف پذیری زیادی در جهت بکارگیری در شرایط پیچیده هندسی - هیدرولوژیکی – توپوگرافیکی کانالهای با مقطع نامنظم و طبیعی را دارد. این روش برای گامهای زمانی طولانی پایدار و سریع است و به خوبی برای کاربردهای مهندسی مربوط به جریانهای با مدت طولانی و قطعات طولانی کانال با هندسه پیچیده تطبیق می کند. هر چند دارای مشکلاتی نیز میباشد که به تفصیل در تحقیق آمده است.

روند یابی سیلاب، روابط نسبت ونانت، روش تفاضل محدود، روش چهارنقطه ای ضمنی

 
 
Title:

FLOOD Routing BY Exact Hydraulical Procedure and By Using Finit Differences Method



Abstract:

Flood routing can be done by exact and approximate methods. The approximate methods usually are hydrologic methods and because they are easy and can be done by hand were used in the past in wide areas but today the exact method which are dependent on solvimg the non-uniform unsteady flow equations (Barre de saint venant equations) are used vastly. In the present paper the complete form of non-linear partial differential hyperbolic equations are introduced and have been solved by the finit difference method and implicit four point technique. By difining the rectangular grid in the space of x-t (space-time) the partial differential equations of mass and momentum are transformed to finit difference equations and solved by implicit Newton methods. By using boundary conditions the above system of nonlinear equations are completed. Flood routing of Mereg River in Maheedasht area of Kermanshah State in the water sheed of Persian Gulf is used for field-testing.
By comparing the result of the proposed model of flood routing by actual data from the Mereg River and other methods is proved that this method is useful. For the proposed flood routing method the authors have written the computer program. This method does not have the stability and small iteration time problems that the implicit methods usually have. It proves that this method converges fast, is useful, and is flexible to use for complicated topography and hydrologic conditions. Also it is flexible to use for irregular channels with long reaches and complicated geometry. Finally this computer program can be used for predicting flood routing in stations with no data.



Keyword(s): Flood routing, Saint venant equations, Finit differences method, Implicit 4 point method