امكان سنجي پايش سيلاب با استفاده از دستگاه تيكه نگاري صوتي رودخانه اي و تعيين دقت اندازه گيري، حداقل و حداكثر برد اندازه گيري

Feasibility study of Fluvial Acoustic Tomography System for flood monitoring and determination of the measurement accuracy, minimum and maximum measurement ranges

پايش سيلاب و اندازه گيري دقيق موج سيل به منظور مديريت آن اهميت دارد. روش تيكه نگاري صوتي مبتني بر دانش صوتيات از فناوريهاي نوين پايش رودخانه ها و اندازه گيري موج سيل است. در اين روش دو دستگاه تيكه نگاري صوتي در دو طرف رودخانه قرار ميگيرند و با ارسال و دريافت امواج صوتي، خصوصيات جريان را اندازه گيري ميكنند. در مطالعۀ حاضر محاسبۀ كمترين و بيشترين برد و دقت اندازه گيري سرعت جريان در رودخانه هايي با عرضه اي مختلف بررسي شده است. نتايج تحقيق حاضر نشان داد كمترين برد اندازه گيري با استفاده از ام- سيكونس درجۀ 7، برابر 19 متر است كه در اين فاصله دقت اندازه گيري سرعت جريان بسيار كم و حدود 20 سانتيمتر بر ثانيه است. در روش تيكه نگاري صوتي با افزايش فاصلۀ بين دستگاه هاي تيكه نگاري صوتي، دقت اندازه گيري افزايش مييابد. از اين رو، دقت اندازه گيري سرعت جريان در فاصلۀ 100 و 200 متري به‌ترتيب 5/3 و 2 سانتيمتر بر ثانيه برآورد شد. همچنين، بيشترين برد اندازه گيري با استفاده از ام- سيكونس درجۀ 12 حدود 1955 متر با دقت 2/0 سانتيمتر بر ثانيه به دست آمد. با توجه به مطالعات پيشين در خصوص پايش سيلاب با استفاده از اين روش و ارزيابي روش يادشده در مطالعۀ حاضر، به كارگيري اين روش به منظور پايش پيوستۀ جريان و اندازه گيري به هنگام موج سيل در رودخانه هاي عريض كشور براي كمك به تصميم گيري مديران منابع آب پيشنهاد ميشود.

Flood monitoring and accurate measurement of flood wave are important in order to flood management. Acoustic tomography (AT) technique is one of the best technologies that is widely being used to monitor streamflow and flood wave measurement. In this method, the flow characteristics are measured by the reciprocal sound transmission of two AT systems where are deployed on both sides of the rivers. In this study, the calculation of minimum and maximum operational ranges, as well as the accuracy of velocity measurement is investigated for the river with different widths. The results illustrated that the minimum operational range with using 7th order M Sequence is 19 meters that would have the lowest velocity resolution of 20 cm/s. In this technique, the velocity resolution improves in proportion to the increment of the operational range. Therefore, the accuracy of 100 and 200-meter ranges are 3.5 and 2 cm/s, respectively. The maximum operational range using 12th order M Sequence is about 1955 meter with the precision of 0.2 cm/s. Due to the previous studies of using AT technique for the purpose of flood monitoring, as well as the result of this research that evaluated the capability of 30-kHz AT system, the proposed system can provide the real-time and accurate flood data in wide rivers. The real-time flood data may be used by water resources decision makers.