شبيه‌سازي عددي لايه‌بندي حرارتي در مخزن سد پانزده خرداد

Numerical simulation of thermal stratification in 15-Khordad Dam reservoir

با توجه به پيشرفت بشر در زمينه رايانه، امروزه مدل‌هاي زيادي در زمينه شبيه‌سازي هيدروديناميك و كيفيت آب پيكره‌هاي آبي توليد شده‌اند. مدل دو بعدي متوسط‌گيري شده در عرض (CE-QUAL-W2) به‌دليل استفاده گسترده در سرتاسر جهان، جنبه تجاري پيدا كرده است. با توجه به زيادي ضريب‌هاي كاليبراسيون تعريف شده براي مدل مذكور و نبود دستورالعمل مدون براي انجام آن، كاليبراسيون اين مدل فرآيندي وقت‌گير است. در اين مقاله سعي شده است تا با معرفي يك روش صحيح براي انجام كاليبراسيون علاوه بر كاهش زمان، ميزان دقت در شبيه‌سازي بالا برده شود. در اين روش با تحليل حساسيت ضريب‌هاي تاثيرگذار مشخص شده و دسته‌بندي آن‌ها، كاليبراسيون انجام مي‌شود. مخزن سد پانزده خرداد به‌عنوان نمونه انتخاب شده و از اندازه‌گيري‌هايي كه در سال 1376 به‌صورت ماهانه و در اواخر هر ماه در درون درياچه سد انجام گرفته استفاده شد. نتايج نشان داد كه علاوه بر كاهش زمان كاليبراسيون، مدل داراي دقت خوبي در زمينه شبيه‌سازي است، به ‌طوري كه ميزان خطاي ميانگين مطلق براي تراز سطح آب و حرارت به‌ترتيب 5/2 سانتي‌متر و 45/0 درجه سانتي‌گراد به‌ دست آمد.

Nowadays, due to human progress in computer science, many models have been produced to simulate hydrodynamic and water quality of the water bodies. Among these models, CE-QUAL-W2, a two-dimensional width-averaged model, has been extensively used as a commercial model all around the world. Since this model included a large number of calibration coefficients and there is no standard guideline for calibration, the model calibration is a time-consuming process. In this paper, an appropriate method has been introduced for model calibration. This method reduces the run time and increases the simulation accuracy. In the proposed method, first, the effective coefficients were identified by sensitivity analysis. Then, the calibration performs after classification of the coefficients. For this purpose, the data of 15-Khordad dam reservoir measured at the end of each month of 1997 were used. The results showed that this method was suitable for making accurate predictions of temperature distribution and reducing run time. As the Absolute Mean Error (AME) for water surface elevation and temperature were obtained 2.5 cm and 0.45 °C, respectively.