محاسبه ارتفاع آبشار در پایین‌دست سرریزهای اوجی جهت کنترل پرش هیدرولیکی

سرریز های اوجی بهتر است به گونه ‌ای طراحی شوند که پرش هیدرولیکی در پای سرریز تشکیل شود و با این عمل از فرسایش و تخریب پایین‌دست یا بدنه سرریز در حالت پرش مستغرق و آزاد جلوگیری به‌عمل آید، برای نیل به این هدف می‌توان از آبشاری در پای سرریز استفاده نمود. در همین راستا، در این پژوهش، هدف، ارائه رابطه‌ ای مستقیم برای محاسبه ارتفاع آبشار بوده که بر اساس آن در نهایت یک رابطه رگرسیونی چندگانه (mr) غیرخطی پیشنهاد شد. این رابطه می‌ تواند بدون نیاز به روش غیرمستقیم و استفاده از منحنی با کم‌ترین محاسبات، ارتفاع آبشار را برآورد نماید. به‌علاوه عملکرد مدل‌های هوشمند شبکه عصبی مصنوعی (ann) و ماشین بردار پشتیبان (svm) نیز در تخمین ارتفاع آبشار مورد بررسی قرار گرفت و سپس نتایج آن‌ها با رابطة رگرسیونی چندگانه (mr) توسط معیارهای آماری مورد مقایسه قرار گرفت. طبق نتایج مشاهده شد که روش ann بهتر از روش svm می ‌تواند ارتفاع آبشار را برآورد نماید. ارزیابی صحت نتایج با استفاده از معیارهای آماری شامل ضریب تبیین (r2)، درصد خطای نسبی (%re) و جذر میانگین مربعات خطا (rmse) انجام شد. مقادیر معیارهای آماری %r2 ،re و rmse برای مدل mr و برای شرایطی که عدد فرود قبل از پرش هیدرولیکی (fr1) در محدودة 4.5 تا 15.5 باشد، به‌ترتیب 0.999، 0.539 و 0.0186، و برای مدل ann در محدوده فوق‌الذکر به‌ترتیب 0.999، 0.394 و 0.00035 به‌دست آمد. هم‌چنین در شرایطی که عدد فرود قبل از پرش هیدرولیکی (fr1) در محدودة 2.5 تا 4.5 باشد، مقدار معیارهای آماری اشاره شده در بالا، برای مدل mr به‌ترتیب 0.999، 0.240 و 0.0128 و هم‌چنین برای مدل ann به‌ترتیب 0.999، 0.022 و 0.0014 به‌دست آمد. معیارهای آماری نشان از برتری دو مدل mr و ann نسبت به مدل svm در برآورد ارتفاع آبشار برای عدد فرود کم‌تر و بیش‌تر از 4.5 دارد.

Estimation of waterfall height in the downstream of ogee spillways to hydraulic jump control

IntroductionThe purpose of this study is to generate the relationships to directly calculate waterfall height at the downstream of the spillway to form a jump at the toe of the spillway and to prevent erosion and destruction of the downstream river bed or body of the spillway in a submerged and free hydraulic jump. Materials and MethodsThe purpose of this study is to provide a relationship to directly calculate the waterfall height (h) without the need for a trial and error procedure. For this purpose, the application of the momentum relationship between two sections (1and 2) yields the waterfall height (h) according to Eq. (1).       h=y1 .....                                                                                                                                                            (1)Since in Eq. (1), Fr1 and y1 are themselves a function of the waterfall height (h), so this equation must be solved by trial and error or by using design charts provided by other researchers. To calculate the waterfall height in oscillating jump conditions (2.5