تحليل عدم قطعيت زبري در آب ‌گرفتگي رودخانه‌ها با كمك مدل HEC-RAS

نقشه‌هاي سيلاب براساس رويكرد قطعي اگرچه به‌عنوان ابزاري مهم در به حداقل رساندن تلفات ناشي از سيلاب نقش دارند، اما عدم قطعيت قابل‌توجهي در محاسبه سطح آب‌گرفتگي وجود دارد. زبري به‌عنوان يك پارامتر كليدي بر ارتفاع سطح آب محسوب مي‌شود و ازآنجايي‌كه به‌سادگي قابل اندازه‌گيري نيست و برمبناي روش‌هاي تجربي و آزمايشگاهي تخمين زده مي‌شود، لزوماً درجه قابل‌توجهي از عدم قطعيت را به مدل وارد مي‌كند. به‌ همين منظور در اين مقاله چارچوب احتمالي برمبناي رويكرد شبيه‌سازي مونت‌كارلو براي تحليل عدم قطعيت ضريب زبري به كمك مدل HECRAS استفاده شده است. در اين چارچوب، ماژول محاسباتي در زبان ويژوال بيسك جهت ارتباط با HECRASController به‌منظور اجراي خودكار 84000 شبيه‌سازي مونت‌كارلو در بازه 7.5 كيلومتر از رودخانه كارده فراهم شد. در هر اجرا بر روي 84 مقطع عرضي به‌صورت مجزا تعداد 1000 شبيه‌سازي مونت‌كارلو براساس توزيع احتمال زبري مانينگ انجام شد و نتايج عدم قطعيت زبري بر ارتفاع سطح آب در سطح اطمينان %99، %95، %50، %5 و %1 ارائه شد. نتايج حاكي از تأثير قابل‌توجه زبري بر باند عدم قطعيت ارتفاع سطح آب در سطح اطمينان %90 بوده به‌طوري‌كه تغييرات ارتفاعي سطح آب در بسياري مقاطع به بيشتر از 1 متر مي‌رسد. با مقايسه مقاطع با باند عدم قطعيت حداقل و حداكثر مشاهده مي‌شود مقاطعي كه در آن‌ها شيب عرضي بيشتر بوده عدم قطعيت بيشتر و مقاطع V شكل با شيب عرضي كمتر از باند عدم قطعيت كمتري برخوردارند. علاوه‌براين، نتايج تحليل حساسيت جهت انتخاب تعداد شبيه‌سازي‌ بهينه نشان مي‌دهد پهناي باند عدم قطعيت براي تعداد شبيه‌سازي‌هاي بيشتر از 1000 اجرا تحت تأثير قرار نمي‌گيرد. نتايج ارائه شده براساس رويكرد احتمالي و با افزايش قابليت اعتماد و بهبود عملكرد مدل مبتني بر عدم قطعيت زبري در رودخانه كارده مي‌تواند در طراحي سطوح آبگير مورد استفاده قرار گيرد.