تحليل عدم قطعيت نتايج مدل HEC-RAS در شبيه‌سازي پارامترهاي هيدروليكي جريان رودخانه كارون با رويكرد مونت كارلو

پارامتر ضريب زبري در مدل‌سازي هيدروليكي جريان رودخانه‌ها به سادگي قابل اندازه‌گيري نيست و تعيين آن همواره با عدم قطعيت و خطا در نتايج همراه است. به همين منظور در اين مقاله از رويكرد شبيه‌سازي مونتكارلو براي تحليل عدم قطعيت نتايج مدل هيدروليكي HEC-RAS در بازه ملاثاني تا فارسيات رودخانه كارون به طول 105 كيلومتر استفاده شده است. با توسعه يك ماژول محاسباتي كنترلي و تركيب آن با هسته محاسباتي HEC-RAS اجراي خودكار فرآيند مونتكارلو فراهم شد. شبيه‌سازي3۰۰۰ نمونه مونت كارلو براساس توزيع احتمال ضريب مانينگ انجام شد و تحليل گرافيكي و كمي‌سازي نتايج عدم قطعيت روي پارامترهاي هيدروليكي خروجي مدل صورت گرفت. نتايج نشان‌دهنده عدم قطعيت زياد با پهناي باند اطمينان بزرگتر از 1 تا 11، در دبي حداكثر سيلاب 3000 و دبي متوسط روزانه 457 مترمكعب بر ثانيه است. براي پالايش شبيه‌سازي‌هاي مونتكارلوي كارآمد و غيركارآمد از معيار شاخص NSE 0.75 در تحليل هدفمند عدم قطعيت زبري بر مبناي كران‌هاي عدم قطعيت 5 و 95 درصد استفاده شد. در اين حالت پهناي باند عدم قطعيت (d-factor ) هر شش پارامتر تراز سطح آب، عرض سطح آب، عدد فرود، سرعت جريان، تنش برشي و توان جريان، بعنوان متغيرهاي پاسخ، كمتر از 1 شد كه نشان دهنده كارآمدي رويكرد به‌گزيني ضريب زبري است. نتايج تحليل عدم قطعيت نشان داد عدم قطعيت‌هاي پنهان در نتايج مدل HEC-RAS بالا است و در صورت تحليل احتمالاتي روي نتايج مي‌توان در مطالعات بهسازي، لايروبي و احياي رودخانه‌هايي همچون كارون به نتايج اطمينان و اعتماد بالاتري بخشيد و پهنه‌هاي سطوح سيل‌گيري احتمالاتي را استخراج نمود.