بررسي مناسب ترين روش تعيين ضريب زبري و ارزيابي تراز سطح آب در دوره بازگشت هاي مختلف با تغييرات ضريب زبري در بخشي از رودخانه گرگانرود

Investigation on Finding the Best Method for Determining Roughness Coefficient and Study Effect of Different Roughness Coefficient on The Water Level in Different Return Periods in Part of Gorganrood

سيل يكي از پديده هايي است كه مي تواند همه ساله خسارات جاني و مالي فراواني را پديد آورد. در برنامه هاي مقابله با سيل، پيشگيري هاي غير سازه اي، از جمله پهنه بندي خطر سيل، از توجيه اقتصادي بيشتري برخوردار هستند. در اين تحقيق جهت تعيين مناسب ترين روش تعيين ضريب زبري براي بخشي از محدوده رودخانه گرگانرود از نرم افزار HEC-RAS استفاده شد. به اين منظور ابتدا با كمك اكستنشن HEC-GEORAS اطلاعات مورد نياز تعيين و استخراج گرديد، آن گاه از طريق مشاهدات صحرايي، اقدام به برآورد ضريب زبري با سه روش كاون، چاو و سازمان مديريت و برنامه ريزي و رابطه مانينگ گرديد. سپس مقادير دبي چهار سيل اندازه گيري شده به طور همزمان در محل ايستگاه هيدرومتري تمر و حاجي قوشان به همراه مقادير ضريب زبري حاصل از سه روش مذكور به نرم افزار وارد شد و تراز سطح آب براي هر دبي محاسبه گرديد. درنهايت تفاوت مقادير تراز سطح آب محاسباتي با تراز سطح آب مشاهده شده در محل ايستگاه هيدرومتري بوسيله پارامتر آماري ريشه ميانگين مربع خطا مقايسه شدند. در ادامه ضريب زبري حاصل از روش منتخب از طريق مدل HEC-RAS كاليبره شد. نتايج نشان داد كه روش سازمان مديريت و برنامه ريزي به عنوان بهترين روش تعيين ضريب زبري در تحقيق حاضر انتخاب گرديد، پس از آن به ترتيب روش كاون، چاو به عنوان روش مناسب در تعيين ضريب مانينگ اولويت بندي شدند . سپس جهت بررسي اثر ضريب زبري هاي برآورد شده از روش هاي مختلف بر تراز آب در دوره بازگشت هاي مختلف اقدام به مقايسه مقادير تراز آب برآورد شده در دوره بازگشت هاي مختلف گرديد. نتايج نشان مي دهد كه در دوره بازگشت هاي پايين تر، ترازهاي محاسبه شده حاصل از اعمال ضرايب زبري مختلف داراي مقادير نزديك به هم و مشابه بوده و با افزايش دوره بازگشت اين اختلاف بيشتر مي شود، كه اين امر مي تواند مبين تاثير متفاوت روشهاي برآورد ضريب زبري در دبي هاي با دوره بازگشت بالا باشد.

Floods are one of the phenomena that can make enormous human and financial losses every year. In flood preventation programs, non- structural preventation including flood hazard zonation are more economical. In this study to determine the most suitable method of finding the roughness coefficient for a limited area of Gorganroud River , the HEC-RAS software was used . for this purpose first the required information was obtained and extracted ,with the help of HEC-GEORAS extension, then the roughness coefficient was estimated through field observation with three methods which are Cowan, Chow , Planning and management organization and the Manning equation. Then the discharge values of four floods which are measured simultaneously in Tamr and Hajighoshan hydrometric stations with roughness coefficient values obtained from above three methods are added to the software and the water level was calculated for each discharge. finally different between amount of water level calculation and the observed water level in the hydrometric station was compare by use of root mean square error which is a statistical parameter . More after the roughness coefficient results from the selected method was calibrated by the HEC-RAS model. Results showed that the method of planning and management organization was selected as the best method to determine the roughness coefficient, in this study. After that the Cowan and Chow methods respectively, are suitable to determine the Manning coefficient . Then to study the effect of roughness coefficient which are determine from different methods on water level in different return periods, we compare the amount of water level which were estimated in different return periods. The results shows that in lower return period, the calculated levels which are from the different roughness coefficient are nearly the same , and by increasing the return period the different will increase , and this would indicates the effect of more amount of roughness coefficient in discharge with high return periods . To determine the flow behavior , Froude number was calculated. Results shows that in all return periods the flow was under critical and Froud number changes in different return periods is negligible, so the values of Froud number in all return periods have a very little difference.