كاربرد همزمان معادله هاي گرين-آمپت و سنت- ونانت در تاثير تلفات نفوذ بر رونديابي سيل در رودخانه ها

Coupling Green-Ampt and Saint-Venant Equations for Estimating of Transmission Losses during Flood Routing in Rivers

وقتي جريان سيلابي در يك رودخانه فصلي به راه مي افتد در اثر نفوذ از بستر و كناره ها، حجم سيلاب كاهش مي يابد. اين كاهش حجم سيلاب تلفات انتقال ناميده مي شود. به منظور تخمين تلفات نفوذ در اين تحقيق مدلي كامپيوتري براي مقاطع نامنظم رودخانه اي تهيه شده است كه در آن معادله هاي ديفرانسيل جزئي سنت ونانت پس از خطي شدن، با روش تفاضل هاي محدود حل مي شوند. براي برآورد تلفات انتقال رابطه گرين-آمپت در مدل مذكور با معادله هاي جريان غير ماندگار جفت شده است. پس از صحت سنجي مدل به برآورد مقدار تلفات نفوذ بعد از يك رخداد سيل 65 ساعته در بازه اي از رودخانه قره سو به طول تقريبي 18 كيلومتر با 60 مقطع عرضي پرداخته شد. نتايج اين شبيه سازي نشان داد كه وقتي از رابطه گرين-آمپت براي محاسبه نفوذ استفاده مي شود مي توان مقدار نفوذ را با دقت خوبي محاسبه نمود. با استفاده از اين مدل مقدار تلفات انتقال بر اثر نفوذ در بازه مورد نظر 1400000 مترمكعب محاسبه گرديد كه حدود 2.75 درصد از حجم سيلاب ورودي به بازه مي باشد. همچنين با استفاده از اين مدل مقدار عمق نفوذ تجمعي و شدت نفوذ در هر يك از مقاطع در طول مسير رودخانه قابل محاسبه و برآورد است.

Volume of flooding flow volume in ephemeral streams decreases due to evaporation as well as the channel wall and bed penetration. This process is known as transmission losses. In this study, a model is developed to estimate the transmission losses in irregular sections of rivers, in which a finite difference scheme is used to solve Saint-Venant equations. In this model, for estimating the transmission losses, the Green-Ampt equation is coupled with Saint-Venant equations. After verification of model, the transmission losses at Gharesoo river with 18 KM length and 60 cross sections after 65 hours flood event is evaluated. The results showed that the Green-Ampt equation can predict transmission losses with good accuracy. Using model the transmission losses equal to 1400000 cubic meters is computed which is 2.75% of input flood volume to the reach. Also this model is enabled to evaluate the infiltration rate and cumulative infiltration depth.