شبیه‌سازی دبی جریان در مقاطع مرکب به کمک مدل درخت تصمیم M5

محاسبه دقیق دبی جریان سیلاب برای بسیاری از طرح‌های مهندسی رودخانه و کنترل سیل از اولویت خاصی برخوردار است. در شرایط سیلاب به‌دلیل ورود جریان در دشت‌های سیلابی، هیدرولیک جریان نسبت به جریان عادی پیچیده‌تر می‌شود. مطالعات اخیر نشان داده است که روش‌های معمول محاسبه دبی جریان رودخانه‌ها در مواقع سیلاب، بدون دقت لازم می‌باشند. به این منظور روش‌های اصلاحی زیادی توسط پژوهش‌گران ارایه شده است. این روش‌ها دارای محاسبه‌های طولانی بوده و گاهی نیاز به حل عددی معادلات دیفرانسیل دارند. در این مقاله به‌عنوان یک راه‌حل جدید، روش درخت تصمیم m5 برای محاسبه دقیق دبی جریان در مقاطع مرکب پیشنهاد شده است. متغیرهای بدون بعد عمق نسبی جریان، پارامتر کوهیرنس و نسبت دبی محاسباتی کل به دبی مقطع لبریز رودخانه به‌عنوان متغیرهای ورودی و نسبت دبی واقعی جریان به دبی مقطع لبریز به‌عنوان متغیر خروجی انتخاب شد. برای انجام این کار، 400 داده دبی- اشل از 30 مقطع مرکب آزمایشگاهی و رودخانه‌ای جمع‌آوری شده و به دو گروه داده‌های واسنجی و صحت‌سنجی تقسیم شده‌اند. با استفاده از مدل درخت تصمیم m5 و براساس تقسیم‌بندی عمق نسبی جریان، 4 معادله خطی برای محاسبه دبی پیشنهاد شده است. با مقایسه آماری نتایج محاسباتی، ضریب تبیین (2r) و مجذور میانگین مجموع مربعات خطا (rmse) برای داده‌های واسنجی حدود 939/0 و 382/0 و برای داده‌های صحت‌سنجی 938/0 و 446/0 به‌دست آمده است. این روش نسبت به روش تجزیه قایم مقطع مرکب، روش اروین و همکاران و نیز روش هایدرا و والنتاین از دقت بیش‌تری برخوردار است.