روند یابی سیل با استفاده از روش ماسکینگام خطی چندبازه‌ای و الگوریتم شکارچیان دریایی

روندیابی سیل یکی از موضوعات مهم و اساسی در مدیریت سامانه‌های منابع آب و مهندسی کنترل سیل می‌باشد. مدل‌ ماسکینگام از معروف‌ترین و پرکاربردترین روش‌های روندیابی هیدرولوژیکی است. روش‌ ماسکینگام خطی، علاوه بر اینکه از دقت مناسبی برخوردار است، نسبت به روش‌های هیدرولیکی و روش‌های ماسکینگام غیرخطی ساده‌تر و کم هزینه‌تر است. در این تحقیق روش ماسکینگام خطی چندبازه‌ای با ملحوظ داشتن دبی جانبی به منظور افزایش دقت و کارایی محاسبات روش معمول ماسکینگام، معرفی و ارائه شده است. در این روش، رودخانه مورد بررسی به چند بازه کوچک‌تر تقسیم شده و سپس روندیابی ماسکینگام به صورت مجزا و پی‌درپی روی هر یک از بازه‌ها به گونه‌ای اجرا شد که هیدروگراف سیل ورودی در هر بازه همان هیدروگراف سیل خروجی حاصل از محاسبات ماسکینگام در بازه قبلی باشد. در این تحقیق علاوه بر متغیرهای  و  به‌عنوان پارامترهای تصمیم، متغییر  تحت عنوان ضریب دبی جانبی و متغیر ، به‌عنوان تعداد بازه‌های تقسیم‌بندی، نیز در نظر گرفته شد که برای تعیین مقادیر بهینه آنها، الگوریتم بهینه‌سازی شکارچیان دریایی مورد استفاده قرار گرفت. به کارگیری روش مذکور، به ترتیب کاهش 70 و 73 درصدی مجموع مربع انحرافات () بین جریان‌های خروجی مشاهده شده و محاسبه شده سیل‌های wilson و رودخانه wye را نسبت به حالت تک بازه‌ای به همراه داشته است، که حاکی از دقت بالای ماسکینگام چندبازه‌ای نسبت به نوع تک بازه‌ای است. علاوه براین روش ماسکینگام چند بازه‌ای بر روی سه واقعه سیلاب رودخانه کارون مورد ارزیابی قرار گرفت، که معیارهای ارزیابی محاسبه شده همه نشان از دقت بسیار بالای روش مذکور و الگوریتم شکارچیان دریایی دارد.

River Flood Routing Using the MultiReach Linear Muskingum Approach and Marin Predators Algorithm

Flood routing is an essential and fundamental issue in water resources management and flood control engineering. The Muskingum model is one of the wellknown and the most widely used hydrological flood routing approaches. In addition to reasonable accuracy, the linear Muskingum model is also simpler and has a lower cost than that of hydraulic and nonlinear Muskingum models. In this study, a multireach linear Muskingum method considering lateral flow is proposed to increase the accuracy and efficiency of the current version of the Muskingum model. To the aim, the river path is divided into a finite number of subintervals, and the Muskingum model is then separately applied to each subinterval successively; in such a way that the input flood hydrograph for each subinterval is indeed the same as the output flood hydrograph from Muskingum calculations in the previous subinterval. Here, besides the parameters  and ,  as lateral flow coefficient and  as the number of subintervals are also considered as decision variables where the Marine Predators Algorithm (MPA) was used to determine their optimized values. The results showed that the multireach approach increased the accuracy of the sum of squared deviation (SSQ) by 70 and 73 percent for Wilson data and Wye river flood, respectively, indicating a higher accuracy for the multireach version Muskingum compared to that of singlereach.In addition, the multireach Muskingum approach was tested on three flood events of Karun river, in which the calculated statistical criteria, all, show a high accuracy for the proposed method and the MPA.