تعیین توزیع سرعت در عرض مقاطع مرکب با استفاده از جستجوی ژنتیکی

رودخانه‌های آبرفتی معمولاً عرض وسیعی داشته و به همین دلیل توزیع سرعت در عرض رودخانه دارای تغییرات زیادی است. محاسبه این تغییرات در محاسبات تعیین دبی جریان در مجرای اصلی و دشت‌های سیلابی، انتقال رسوب در مجرای اصلی، انتقال و پخش مواد آلاینده، محاسبه تنش برشی و تعیین نقاط فرسایشی و رسوب‌گذار در عرض رودخانه کاربرد زیادی دارد. تاکنون برای محاسبه توزیع عرضی سرعت در رودخانه‌های سیلابی از اندازه‌گیری مستقیم سرعت نقطه‌ای به کمک مولینه و یا مدل‌های ریاضی شبه‌دوبعدی استفاده شده است. اندازه‌گیری میدانی سرعت در عرض رودخانه، پرهزینه و زمان‌بر بوده و در شرایط سیلاب بسیار سخت است. از طرف دیگر، تیوری مدل‌های ریاضی به‌نسبت پیچیده بوده و ممکن است برای استفاده کاربردی مهندسین هیدرولیک دارای مشکلاتی باشند. در این پژوهش با استفاده از جستجوی ژنتیکی، رابطه ساده و بدون‌بعدی برای محاسبه سرعت جریان در عرض رودخانه استخراج شده است. از متغیرهای بدون بعد عمق نسبی جریان و کوهیرنس مقطع به‌عنوان پارامترهای ورودی اصلی استفاده شده است. برای انجام این کار، داده‌های توزیع سرعت در عرض مقاطع مرکب آزمایشگاهی و رودخانه‌ای در دو گروه واسنجی و صحت‌سنجی قرار گرفتند. با مقایسه آماری نتایج محاسباتی، ضریب تعیین (2r) و ریشه دوم میانگین مجموع مربعات خطا (rmse) برای داده‌های واسنجی به‌ترتیب حدود 93/0 و 063/0 و برای مرحله صحت‌سنجی به‌ترتیب حدود 91/0 و 127/0 به‌دست آمده است.واژه‌های کلیدی: پروفیل عرضی سرعت، پارامتر کوهیرنس، بهینه‌سازی، الگوریتم ژنتیک، مقاطع مرکب