معرفي نرم افزار آموزشي محاسبه نيمرخ سطح آب در كانال هاي روباز

Introduction of the educational software for calculating water surface profiles in open channels

سابقه و هدف: پيش بيني رفتار هيدروليكي رودخانه ها در مقابل سيلاب هاي احتمالي جهت كاهش خسارات وارده به مناطق مسكوني، تأسيسات در حال ساخت، مزارع و ساير كاربري ها در اطراف رودخانه از اهميت ويژه اي برخوردار است بنابراين تعيين تراز سطح آب و محاسبه پروفيل آن در بسياري از طرح ها و برنامه ريزي ها مانند احداث سازه هاي آبي، ساماندهي رودخانه ها از اهميت ويژه اي برخوردار است. وجود يك نرم افزار يا مدل مناسب جهت محاسبات پروفيل سطح آب مورد نياز بسياري از پژوهش گران و دانشجويان است. از آن جايي كه غالب نرم افزارهاي موجود در اين زمينه تجاري بوده و كاربرد آنها دشوار است، هدف از اين پژوهش تهيه يك نرمافزار آموزشي و كاربردي است كه قادر به محاسبه و ترسيم پروفيل سطح آب جريان متغير تدريجي براي كانالهاي روباز و رودخانه ها مي باشد. مواد و روش ها: از آن جا كه نرم افزار موردنظر با هدف آموزشي و براي استفاده دانشجويان مي باشد جهت برنامه نويسي مدل (مدل آموزشي تهيه پروفيل سطح آب رودخانه)، محيط نرم افزار اكسل انتخاب گرديد چرا كه دسترسي به آن آسان بوده و بيش تر دانشجويان به محيط آن آشنايي كامل دارند. در ادامه محاسبه شده و جهت ارزيابي اين نرم افزار و HEC-RAS يك مثال كاربردي توسط نرم افزار حرفه اي مورد استفاده قرار گرفت. محاسبه شد كه يافته ها: در مقايسه نتايج اين دو نرم افزار، معيار كارايي نش ساتكليف در حدود 0/997 در HEC-RAS نشان دهنده دقت بسيار بالاي نتايج و عملكرد مشابه اين نرم افزار با نرم افزار حرفه اي تعيين تراز سطح آب مي باشد. نتيجه گيري: با توجه به دقت اين نرم افزار در ترسيم پروفيل سطح آب، قابليت دسترسي و كاربرد آسان اين نرم افزار، اميد است آموزش دانشجويان را تسهيل و براي حل تمرين هاي درسي به كار گرفته شود.

Background and Objectives: Prediction of hydraulic behavior of rivers particularly determination of flow stages (water profile) during flood events is necessary for flood mitigation projects. Students usually start learning water profile calculation using simple examples of gradually varied flow in open channels. The objective of this study is to provide an educational computer program for water profile calculation in Excel. Materials and Methods: The program meant to be simple and open source using Excel software abilities which is familiar to students. The excel program is equipped with a help and manual. One example was designed and solved by the excel program and the results were compared with the results of HEC-RAS professional program. Results: The results show almost no difference. According to the Nash-Sutcliffe criterion the model efficiency is 0.997. Conclusion: It can be concluded that the spread sheet program is an appropriate tool for educational purpose.