تخمین پارامترهای روش ماسکینگام غیر خطی در روندیابی سیل با استفاده از شیوه ترسیمی

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهرکرد

2 استاد یار گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد

3 مهندسی آب/ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

10.22059/jwim.2025.395793.1233

چکیده

روندیابی سیل یکی از موضوعات مهم و اساسی در مدیریت سامانه‌های منابع آب و مهندسی کنترل سیل می‌باشد. مدل‌ ماسکینگام از معروف‌ترین و پرکاربردترین روش‌های روندیابی هیدرولوژیکی است. در روش غیرخطی ماسکینگام، سه پارامتر ضریب ذخیره (K)، پارامتر وزن دبی ورودی و خروجی (χ) و پارامتر نمایی ذخیره (m) بایستی تخمین زده شوند، در حالی که نوع خطی آن فقط شامل دو پارامتر اول بوده و دارای یک پارامتر کم‌تر است. در تحقیق پیش‌رو هدف ارائه یک روش ترسیمی و ساده برای تخمین پارامترهای ماسکینگام غیر خطی است. همچنین به منظور مقایسه و ارزیابی دقت روش ارائه شده از ابزار solver نرم افزار Excel که شیوه دقیق‌تری محسوب می‌شود، استفاده گردید. با پیاده‌سازی روش ترسیمی ارائه شده بر روی سه رخداد سیل، نتایج نشان داد که پارامترهای استخراج شده در مدل ماسکینگام غیرخطی بسیار نزدیک به مقادیر به دست آمده از روش Solver است. نکته قابل توجه در همه سیل‌های ارائه شده این است که تمامی معیارها و هیدروگراف‌ها، نشان از برتری دقت روش ترسیمی در ماسکینگام غیرخطی نسبت به نوع خطی آن است. مقایسه دبی اوج مشاهده‌ای و دبی اوج برآورد شده نیز نشان داد که در تمامی موارد مقدار دبی اوج در روش‌ ماسکینگام غیرخطی نسبت به ماسکینگام خطی به داده‌های ثبت شده واقعی، نزدیک‌تر است. به عنوان نمونه مقادیر معیار ارزیابی ناش-ساتکلیف به ترتیب در روش‌های ترسیمی خطی ماسکینگام، غیرخطی ماسکینگام و روش solver روی داده‌های سیل‌های ویلسون 19/0 ، 35/0 و 96/0، وای 86/0، 95/0 و 97/0 و کارون 62/0، 98/0 و 99/0 حاصل گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Estimation of Nonlinear Muskingum Parameters in Flood Routing Using Graphical Method

نویسندگان [English]

  • Eshagh Karimian Galeh 1
  • Ali Raeisi 2
  • Meysam Salarijazi 3
1 Shahrekord University
2 Shahrekord University
3 Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده [English]

Flood Routing is one of the fundamental topics in water resources system management and flood control engineering. The Muskingum model is among the most well-known and widely used hydrological routing methods. In the nonlinear Muskingum method, three parameters must be estimated: the storage coefficient (K), the weighting factor for inflow and outflow (χ), and the exponent of the storage term (m). In contrast, the linear Muskingum method only involves the first two parameters (K and χ), making it simpler with one less variable. This research focuses on presenting a simple graphical method for estimating the parameters of the nonlinear Muskingum model. To assess the accuracy and reliability of the proposed graphical method, results were compared with those obtained from Excel's SOLVER tool, which is considered a more precise technique. The graphical method was applied to three flood events. The results showed that the parameters derived using the proposed method were very close to those estimated using SOLVER. Notably, across all flood events, both the performance criteria and hydrographs indicated that the graphical method for the nonlinear Muskingum model outperformed its linear counterpart in terms of accuracy. Furthermore, comparisons between observed peak discharge and the estimated peak discharge revealed that, in all cases, the nonlinear Muskingum model provided values closer to the actual recorded data than the linear model. For instance, the Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) values obtained for the Wilson, Wye, and Karun flood events were as follows: Wilson Flood: 0.19 (linear graphical), 0.35 (nonlinear graphical), 0.96 (SOLVER); Wye Flood: 0.86 (linear graphical), 0.95 (nonlinear Graphical), 0.97 (Solver); Karun Flood: 0.62 (linear graphical), 0.98 (nonlinear graphical), 0.99 (SOLVER).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Graphical method
  • Flood Routing
  • Linear Muskingum
  • Non-linear Muskingum
مدیریت آب و آبیاری

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 27 مرداد 1404

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار