سیلاب ها بخشی طبیعی و اجتناب ناپذیر زندگی در سراسر جهان می باشند و پیش بینی دقیق و قابل اعتماد سیلاب عاملی تعیین کننده برای مدیریت موثر و زمان واقعی رودخانه شامل کنترل سیلاب، هشدار سیل، بهره برداری از مخازن و تعیین نظام حقوقی رودخانه ها می باشد. سه عنصر اصلی یک سیستم پیش بینی سیلاب شامل مولفه های پایش سیلاب، پیش بینی سیلاب و اعلان هشدار می باشد. بدیهی است که مدل های پیش بینی قلب تپنده یک سیستم پیش بینی بوده و تاثیری قابل توجه بر خطای پیش بینی نهایی دارد. به منظور بهبود عملکرد سیستم پیش بینی و کاستن از خطای دوره پیشبینی، محقق می تواند دو شیوه را مد نظر قرار دهد. در شیوه اول می تواند توجه خود را معطوف به اجزاء خاص در مراحل ساخت مدل کند و یا آنکه مدل را به همراه تمامی عدم قطعیت های بیشمار آن بپذیرد و سپس با تعیین رفتار خطای خروجی از طرق ممکن و اضافه کردن آن به خروجی مدل، تخمین بهتری را بدست آورد. مقصود از داده گواری یا روزآمدسازی داده ها برآوردن این هدف می باشد. در این تحقیق پس از توصیف بعضی عبارات مثل شبیه سازی به همراه یا بدون مدل روزآمدسازی و همچنین واسنجی منفرد و ترکیبی، دو مدل مختلف mike11، به عنوان مدل هیدرودینامیک، و مدل شبکه عصبی مصنوعی، به عنوان مدل داده محور، در نقش مدل های پایه جهت شبیه سازی سیلاب استفاده شده اند. علاوه بر این، سه مدل مختلف تابع انتقال، شبکه های عصبی (mlp and rbf) و فیلتر کالمن استاندارد نیز برای روزآمدسازی نتایج شبیه سازی مدل mike11 مورد استفاده قرار گرفته اند. مدل روزآمدسازی بکار رفته در mike11 یک مدل دو پارامتری تابع انتقال (u2tf) که قادر به تشخیص دو نوع خطای متفاوت بین نتایج شبیه سازی شده و مشاهده شده، شامل خطای مقدار و خطای فاز، بوده و از خطای نوع سومی که تفاوت غیریکنواخت حوالی نقطه حداکثر سیلاب است و به خطای شکل معروف است، صرفنظر می کند. این تحقیق یک مدل 3 پارامتری تابع انتقال (u3tf) را برای بهبود بخشیدن بیشتر مقادیر شبیه سازی شده حوالی نقطه حداکثر سیلاب پیشنهاد می دهد. به منظور ارزیابی و سنجش کارایی مدل های روزآمدسازی مختلف، یک مجموعه داده های با کیفیت مطلوب مورد نیاز است. از آنجایی که هدف نهایی بکارگیری مدل های روزآمدسازی بر روی شبکه آب سنجی رودخانه خشک شیراز می باشد، سعی بر آن است تا اطلاعات استفاده شده برای آزمایشات بر اساس داده های واقعی رودخانه، شامل یک بازه 20 کیلومتری رودخانه با شیب طولی 1 متر در کیلومتر باشد. بعلاوه مدل fldwav برای تولید هیدروگراف بالادست و پایین دست به صورت سری زمانی شامل 2880 نقطه به فواصل زمانی 15 دقیقه ای بکار گرفته شده است. همچنین به منظور ارزیابی انعطاف پذیری مدل روزآمدسازی پیشنهادی چهار منبع خطا شامل خطای تصادفی همبسته زمانی، جابجایی زمانی به میزان 30 دقیقه، خطای مقیاس و ضریب زبری متغیر با عمق برای تولید داده ها در نظر گرفته شده است. در ارتباط با مدل روزآمدسازی جدید ارائه شده در این تحقیق، شاخص های خطای محاسبه شده به وضوح برتری مدل 3 پارامتری را در برابر مدل 2 پارامتری نشان می دهند. علاوه بر این، واسنجی ترکیبی مدل ها باعث پایداری بیشتر پارامترهای واسنجی می گردد. همچنین مقایسه ارزیابی عملکرد مدل mike11 در ترکیب با مدل شبکه عصبی در برابر شبکه عصبی منفرد، نشانگر برتری مدل ترکیبی ، به خصوص ترکیب mike11 با شبکه عصبی mlp، در تقلید رفتار خروجی شامل مقادیر متعیّن و تصادفی می باشد. برای زمان تقدم های کوتاه نتایج فوق کاملا" قابل رقابت با نتایج مدل mike11 ترکیب شده با مدل تابع انتقال می باشد. بعد از تبدیل معادلات سن ونان به فرم معادلات حالت سیستم، فیلتر کالمن برای روزآمدسازی خروجی مدل بکار رفته است. نتایج نشان می دهند که علیرغم همسانی نتایج با شیوه های دیگر، استفاده از فیلتر کالمن باعث افزایش قابل توجه زمان محاسباتی می گردد. به طور خلاصه می توان اذعان داشت که مدل سه پارامتری تابع انتقال پیشنهادی در دو مقوله دقت و کارایی، گزینه مناسب و قابل اعتمادی برای پیش بینی سیلاب انطباق پذیر برای حوزه های آبریز در کنار هر مدل شبیه سازی هیدرولیکی و یا هیدولوژیکی می باشد. در تحقیقات آینده، بررسی کارایی مدل mike11 در ترکیب با مدل های هیدرولوژیکی مورد توجه قرار خواهد گرفت.

تحلیل شبکه¬های توزیع تحت فشار نقش مهمی در طراحی، کالیبراسیون، مدیریت و تعمیر این شبکه¬ها ایفا می کند. هدف از تحلیل شبکه¬های توزیع تحت فشار دست¬یابی به میدان¬های سرعت و فشار در سرتاسر شبکه می باشدکه این متغیرها به ترتیب معادل دبی در المان های شبکه¬ی توزیع تحت فشار و بلندای هیدرولیکی در گره های شبکه می باشد. تحلیل شبکه¬های توزیع آب در شرایط ماندگار که معمول¬ترین حالت شبکه¬ها می¬باشد، در واقع حل یک دستگاه معادلات جبری غیرخطی همزمان می¬باشد. بر مبنای سه متغیر حالت در شبکه¬ها، چهار نوع دستگاه معادلات مبتنی بر اصلاح دبی در هر حلقه، دبی جریان در هر لوله، بلندای هیدرولیکی در هرگره و دبی جریان-بلندای هیدرولیکی می تواند تشکیل داده شود. تمامی روش¬های عددی تحلیل شبکه در حالت ماندگار در آغاز فرآیند تحلیل شبکه به یک حدس اولیه نیاز دارند. انتخاب حدس اولیه¬ی مناسب یک چالش اجتناب¬ناپذیر در تحلیل شبکه¬ها به حساب می آید چرا که حدس اولیه به شدت در نرخ همگرایی تحلیل شبکه موثر می باشد و موارد بسیاری از مشکلات همگرایی تحلیل شبکه¬ها به دلیل انتخاب حدس اولیه¬ی نامناسب گزارش گردیده است. در این تحقیق، حدس اولیه¬ای مطمئن برای حل تمامی دستگاه معادلات شبکه با قابلیت استفاده در تمامی روش¬های تحلیل شبکه عرضه گردیده است. این حدس اولیه با فرض رژیم جریان آرام در روش عناصر محدود در اولین مرحله¬ی محاسبات تحلیل شبکه، مبادرت به تحلیل شبکه می نماید. از آن¬جاکه رابطه ی میان متغیرهای اولیه و ثانویه در رژیم جریان آرام، خطی می¬باشد، در اثر این فرض، دستگاه معادلات جبری غیرخطی حاکم بر شبکه به یک دستگاه معادلات جبری خطی تبدیل می¬گردد. نتایج حل این دستگاه معادلات خطی هم معادلات موازنه ی جرم و هم معادلات انرژی را با فرض آرام بودن رژیم جریان، ارضا می¬کند و بنابراین از این نتایج می توان به عنوان حدس اولیه برای حل تمامی دستگاه معادلات و روش های تحلیل شبکه بهره¬گرفت. همچنین، با توجه به این که مقادیر این حدس اولیه از توپولوژی شبکه و خصوصیات فیزیکی اعضای شبکه منتج گردیده است، می¬تواند حدس اولیه¬ی مناسبی برای آغاز تحلیل شبکه باشد. حدس اولیه¬ی پیشنهادی تحقیق حاضر در دو نسخه ی معمولی و بهبودیافته با تمامی حدس اولیه¬های پرکاربرد در سابقه¬ی تحقیق مربوطه، با درنظرگرفتن تقریباً تمامی دستگاه معادلات و روش¬های تحلیل شبکه مقایسه گردیده است. نتایج به دست آمده به روشنی نشان می¬دهند که هر دو نسخه¬ی حدس اولیه¬ی پیشنهادی در تعداد مراحل کمتری نسبت به دیگر حدس¬های اولیه موجود در سابقه¬ی تحقیق در تمامی روش¬های تحلیل شبکه به پاسخ نهایی همگرا گردیده¬اند. همچنین، این دو نسخه در زمان تحلیل بدون حدس اولیه¬ی کوتاه¬تری نسبت به دیگر حدس اولیه¬ها، شبکه¬ی آزمون را مورد تحلیل قرار داده¬اند. علاوه بر آن، نسخه ی معمولی حدس اولیه¬ی رژیم جریان آرام روش عناصر محدود از بهترین تطابق با روش تئوری خطی برای حل دستگاه معادلات مبتنی بر دبی جریان برخوردار بوده است. همچنین این نسخه عملکردی مناسب برای شروع حل دستگاه معادلات مبتنی بر اصلاح دبی در هر حلقه داشته است درحالی که در سابقه¬ی تحقیق هیچ حدس اولیه¬ی مشخصی برای حل این دستگاه معادلات عرضه نگردیده است. در تحقیق حاضر به جز بهبود چالش حدس اولیه، بهبود تحلیل شبکه¬ها در چندین موضوع دیگر نیز مورد بررسی قرارگرفته است. در این راستا، روش عناصر محدود به عنوان نظام¬مندترین روش تحلیل شبکه به¬طور دقیق تبیین گردیده است. علاوه برآن، یک نسخه¬ی بهبودیافته از روش عناصر محدود عرضه گردیده است که براساس نتایج به دست آمده، این نسخه¬ی بهبودیافته از نرخ همگرایی سریع تری نسبت به نسخه ی معمولی روش عناصر محدود برخوردار می باشد. در انتها، عملکرد روش عناصر محدود در هنگامی که از روابط محاسبه¬ی افت فشار طولی هیزن-ویلیام و دارسی-وایسباخ بهره¬گرفته شود، ارتقاء داده شده است.

در علم هیدرولیک محاسباتی، مسئله روندیابی سیلاب (انتقال اطلاعات مربوط به میدان سرعت و میدان فشار از مقطعی از رودخانه به مقطع دیگر) همواره مورد توجه محققین مختلف بوده است. برای روندیابی سیلاب به طور معمول از دو روش هیدرولوژیکی و هیدرولیکی استفاده می گردد. در روندیابی هیدرولیکی، معادلات حاکمه معادلات سنت ونان می باشند. از آنجایی که برای حل این معادلات با استفاده از روش های عددی به اطلاعات زیادی از هندسه آبراهه نیاز می باشد، هزینه بر و زمان بر بودن کسب این نوع اطلاعات از یک سو و از سوی دیگر مسئله ناپایداری این اطلاعات در گذر زمان به لحاظ فرسایش بستر، باعث اعمال ساده سازی هایی بر روی معادلات مزبور و استخراج معادلات ساده تری مانند معادله موج سینماتیک و موج دیفیوژن گردیده است. چالش پیش رو در این مطالعه این است که آیا می توان برای روندیابی سیلاب در آبراهه ای که اطلاعات دقیقی از هندسه آن در اختیار نداریم، از معادله موج دیفیوژن بهره جست؟ بدین منظور آزمایشات عددی متعددی طراحی گردید، که در آنها، این چالش ابتدا برای یک کانال با هندسه ساده و منشوری و در نهایت برای رودخانه ای با مقاطع پیچیده و غیرمنشوری مورد بررسی قرار گرفت. در این آزمایش ها با بررسی رفتار ضرایب تندی و پخشیدگی در معادله دیفیوژن نسبت به عمق آب با در نظر گرفتن مقادیر مختلف پارامتر های تاثیرگذار بر این ضرایب، مانند عرض کف، شیب کف، شیب جداره و ضریب زبری، فرمول هایی برای این دو ضریب هم برای کانال با مقطع مستطیلی و هم برای کانال با مقطع ذوزنقه ای ارائه گردید. همچنین با نشان دادن این امر که این دو ضریب مستقل از هیدروگراف ورودی سیلاب می باشند، تلاش گردید تا با معادل سازی مقاطع هندسی پیچیده و غیرمنظم آبراهه با یک مقطع ذوزنقه ای معادل و بهینه یابی پارامتر ضریب زبری با استفاده از الگوریتم ژنتیک، به پرسش بوجود آمده در این تحقیق پاسخ داده شود. نتایج نشان داد، درصورتی که با مسئله ای مواجه باشیم که اطلاعات کافی و دقیقی از توپوگرافی آبراهه در آن در اختیار نباشد، می توان با استفاده از تاریخچه سیلاب های رخ داده در آن حوزه و با بهره گیری از معادله موج دیفیوژن، با واسنجی پارامترهای مربوط به هندسه و همچنین ضریب زبری برای سیلاب های قبلی، سیلاب های آتی را با دقت خوبی روندیابی نمود. از نتایج این تحقیق براحتی می توان برای روندیابی هیدرولیکی سیلاب در مقاطع طبیعی در مهندسین مشاور و سازمان های آب منطقه ای بدون نیاز به مقاطع عرضی بهره جست

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این تحقیق ضمن ارائه مدل ریاضی تجزیه زمانی بارندگی و با بهره گیری از امار بارندگی تعدادی از ایستگاههای باران سنج ثبات در سطح استان فارس ، امکان تعیین پارامترهای مدل برای بارندگی با تداومهای مختلف در هر یک از ایستگاهها میسر گردید. همچنین به منظور تصدیق و ارزیابی مدل حاصله از روشهای کمی و کیفی مختلفی استفاده شده است .

برنامه ریزی ، توسعه ، مدیریت و بهره برداری بهینه از سیستمهای منابع آب ، ضرورت دسترسی به اطلاعات متنوع و متعددی را در زمینه های هواشناسی ، هیدرولوژی ، اقتصادی ، اجتماعی و ... تداعی می نماید. در این میان فرآیند بارندگی - رواناب به لحاظ اهمیت آن در مدیریت آبخیزداری حوزه ها، بهره برداری از مخازن سدها ، سیستمهای هشدارسیل ، اولویت بندی حوزه ها از نقطه نظر آهنگ فرسایش و رسوبگذاری و ... بیش از هر فرآیند دیگر نظر آبشناسان را به خود جلب نموده است . این دو فرآیند در دامنه مکان و زمان از بیشترین تغییرات برخوردار بوده و شبیه سازی آنها به لحاظ سرشت غیرخطی ، غیرمحدب و ابعاد زیاد همواره با مشکلات عدیده ای همراه بوده است .

مدلهای بارندگی - رواناب به عنوان یک ابزار توانمند مهندسی برای مقاصد مختلفی از جمله مدیریت حوضه آبریز ، بهره برداری از مخازن و گسترش و طراحی سیستم های هشدار سیل به کار می رود. دقت نتایج حاصله از این مدلها بستگی تام به ساختار مدل و پارامترهای به کار رفته در آنها دارد. تقریبا تمام مدلهای بارندگی - رواناب ( بدون در نظر گرفتن پیچیدگی آنها) نیاز به واسنجی دارند که هزینه و زمان زیادی را طلب می نماید . در دهه اخیر تلاشهای زیادی به منظور واسنجی و ساده تر کردن بکارگیری این مدلها صورت گرفته است .