تعيين رابطه دبي- اشل براي مقاطع مركب آزمايشگاهي و صحرايي با استفاده از الگوريتم ژنتيك

Determination of stage discharge curve for laboratory and river compound channels applying genetic algorithm

تاكنون روش‌هاي زيادي با فرضياتي متفاوت براي طراحي مقاطع مركب و تعيين رابطه دبي- اشل آن‌ها ارايه شده‌اند. بيش‌تر اين روش‌ها در شرايط آزمايشگاهي داراي نتايج خوبي هستند، اما تعميم آن‌ها براي همه شرايط هندسي و هيدروليكي مقاطع مركب از جمله رودخانه‌هاي سيلابي، دشوار است. در اين پژوهش، با استفاده از حدود 400 داده دبي- اشل از 30 مقطع مركب آزمايشگاهي و صحرايي با شرايط مختلف هندسي و هيدروليكي، رابطه‌اي بر مبناي روش جستجوي ژنتيكي براي محاسبه دبي جريان در مقاطع مركب ارايه شده است. رابطه دبي- اشل پيشنهادي نسبت به روش متداول (روش تجزيه قايم مقطع مركب) داراي دقت بهتري است به‌طوري‌كه ضريب تعيين (2R) اين دو رابطه به‌ترتيب 91/0 و 27/0 و ميانگين مربعات خطا به‌ترتيب 01/0 و 11/0 به‌دست آمده است. از رابطه پيشنهادي مي‌توان در حل مسايل مهندسي آب مانند طرح‌هاي كنترل سيلاب، محاسبات رونديابي سيلاب در رودخانه‌ها و طراحي كانال‌هاي انتقال آب به شكل مقطع مركب استفاده نمود.

Many approaches with different assumptions have been developed for designing compound channels and prediction of their stage-discharge curves. Most of these methods have satisfactory results in laboratory compound flumes but extending them to all hydraulic and geometric conditions such as natural rivers is very limited. In this study, using nearly 400 laboratory and field stage-discharge data sets of 30 compound channels with different geometric and hydraulic conditions, a new method has been presented for calculation of flow discharge in compound channels, based on Genetic Algorithm. This proposed stage-discharge relation with sufficient accuracy (R2=0.91, MSE=0.01) in comparison with divided channel method (R2=0.27, MSE=0.11) can be used for all types of compound channels (laboratory and field). Therefore, this approach is suitably applicable in flood control projects, river flood routing and design of conveyance canals.