کاربرد روش احتمالاتی چیو در شبیه‌سازی میدان سرعت جریان در قوس رودخانه‌ها (مطالعه‌ی موردی: قوس‌ رودخانه‌ی آق‌قلا)

در رودخانه ها و به‌ویژه در محل قوس، تغییرات سرعت جریان در جهت های عرضی و عمقی غیریکنواخت و تحت تاثیر عوامل زیادی از قبیل جریان های ثانویه، زبری بستر و جداره ها و وضعیت هیدرولیکی جریان است. برای محاسبه ی توزیع دوبعدی سرعت جریان در رودخانه های مستقیم، محققان روش های زیادی ارائه کرده اند. این در حالی است که به‌دلیل ساختار پیچیده ی جریان در قوس رودخانه ها، شبیه سازی میدان سرعت در این مقاطع به کمک نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی انجام می شود. در این پژوهش، از روش احتمالاتی چیو برای حل میدان سرعت جریان در یکی از قوس های رودخانه ی گرگان‌رود در استان گلستان استفاده شد. با توجه به کمبود داده های صحرایی در قوس های رودخانه ای، برای انجام این تحقیق 6 نمونه میدان سرعت جریان در یکی از قوس های بالادست ایستگاه هیدرومتری آق قلا (به فاصله 200 متر) اندازه گیری شد. از بین این داده ها، 4 سری توزیع سرعت برای واسنجی مدل و 2 سری برای صحت سنجی آن استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که روش چیو در شبیه سازی میدان سرعت جریان در این رودخانه ی پیچان از دقت قابل‌قبولی برخوردار است. تحلیل آماری نتایج به دست آمده بیانگر این است که میانگین خطای مطلق این روش برای حل توزیع دوبعدی سرعت جریان در محل قوس در مرحله ی واسنجی حدود 4.9 درصد و در مرحله ی صحت سنجی حدود 3.5 درصد است. این میزان خطا برای محاسبه ی دبی کل جریان رودخانه در محل قوس به ترتیب حدود 5.9 و 6.0 درصد به دست آمده است.

chiu’s entropy theory application for simulation of flow field velocity in river bends (case study: gorganrood river bend)

in rivers and especially in river bends, the variation of stream-wise flow velocity in width and depth directions is non-uniform and is affected by many factors including secondary flows, bed and bank roughness, and flow hydraulic characteristics. for calculation of two-dimensional flow velocity distributions in straight rivers many approaches have been presented by researchers, while in meandering rivers, due to the complex mechanism of flow pattern, the solution of velocity field is carried out by computational fluid dynamics software packages. in this research, the chiu’s probabilistic theory was used for solution of the flow velocity field in a river bend on the gorganrood located in goletsan province. considering the lack of measured point velocity data in river bends, 6 field measurement series were collected in one of bends located about 200 m upstream of aghghala hydrometric station. among these measurements, 4 series are selected for the model calibration and 2 remaining series for the model validation. the results showed that the chiu’s method has an acceptable accuracy in simulation of flow velocity fields for river bend. the statistical measures for the obtained point velocities indicated that the mean errors of this method are 4.9 and 3.5% in the calibration and validation phases, respectively. the mean errors for the calculation of total flow discharges are 5.9 and 6.0% respectively.