شبيه‌سازي منحني‌هاي پسماند رسوب رودخانه صوفي چاي در مواقع سيلابي

Simulation of Sediment Suspended Hysteretic Loops of Soofichai River in times of Flood

اطلاع از تغييرات ميزان رسوب معلق در مواقع سيلابي از مسائل مهم در پروژه هاي آبي، به ويژه مديريت حوضه هاي آبخيز و بررسي علل فرسايش مي باشد. رابطه بين دبي و غلظت رسوبات معلق طي سيلاب هاي مختلف به عللي از قبيل تنوع بارش، دبي و منابع توليد رسوب مشابه و همگن نبوده و توليد حلقه هايي شبيه به هيسترتيك مي نمايد. بدين منظور استفاده از حلقه هاي پسماند رسوب كه بر مبناي تئوري هيسترتيك است در چند سال اخير گسترش يافته است. در اين تحقيق ابتدا مقادير بار معلق لحظه اي با استفاده از روش هاي برنامه ريزي ژنتيك و رگرسيوني شبيه سازي گرديد. در مقايسه نتايج دو مدل حاصل، مدل برنامه ريزي ژنتيك به ترتيب با ضريب تبيين و ميانگين مربعات خطا 0/8 و 0/5 به عنوان بهترين مدل در اين تحقيق انتخاب گرديد سپس براساس اين مدل منحني هاي هيسترتيك بار معلق براي 6 رويداد ثبت شده در طول دوره آماري 1387- 1383 ترسيم شد و 4 مورد حلقه هيسترتيك خطي و 2 مورد ساعتگرد براي رسوب معلق رودخانه مشاهده گرديد. شناسايي انواع حلقه هاي هيسترتيك در تعيين سهم نسبي فرآيندهاي مؤثر در توليد و انتقال رسوب از قبيل مقدار و شدت بارش، ميزان دبي و شرايط رطوبتي پيشين حوضه مؤثر است و نيز با بررسي آنها مي توان از منابع توليد و انتقال رسوب آگاهي يافت. نتايج نشان داد كه حلقه هاي هيسترتيك ساعتگرد معمولاً در شرايط بارش و دبي زياد و حلقه هاي هيسترتيك خطي در فصل بهار و ناشي از بارش ها با شدت كم اتفاق افتاده است و در اين نوع حلقه هاي پسماند تفاوت قابل توجهي در غلظت رسوبات معلق متناظر با شاخه هاي صعودي و نزولي هيدروگراف وجود ندارد.

Information on suspended sediment variation in times of flood is important in management of water resources, particularly management of basins, and in investigation of the causes of erosion. The relationship between discharge and suspended sediment concentration during floods is not similar and homogeneous for different reasons such as precipitation variety, discharge rate and sources of sediment and production of hysteretic loops. In this study, the instantaneous values of suspended load were simulated using genetic programming and regression methods. By comparing the two models, Genetic programming model was selected as the better one with the mean square error and determination coefficient of 0.8 and 0.5, respectively. Then based on this model, loops of suspended hysteretic load were drawn for the six events recorded in the period of 13871383. This resulted in 4 linear and 2 clockwise hysteretic loops for the river suspended sediment. Identifying various hysteretic loops is effective in determination of relative contributions of processes to production and transfer of sediment including amount and intensity of precipitation, flow rate and previous moisture conditions of watershed. The results showed that the clockwise hysteretic loops occurred usually in high precipitation and discharge, and linear hysteretic loops in spring because of low intensity precipitation.