تحلیل محاسباتی اثر تفکیک مکانی مدل رقومی ارتفاع بر بازنمایی پهنه آبگرفتگی

کد مقاله : 1139-IWWA

نویسندگان

احمد خزایی پول1، علی سرکارگر اردکانی1، محمدرضا مسعودی مقدم *2 1دانشگاه امام حسین 2دانشگاه شهید بهشتی

چکیده مقاله

تفکیک مکانی مدل رقومی ارتفاع یکی از عوامل مؤثر بر بازنمایی مسیر جریان و پهنه آبگرفتگی در مدل‌های دوبعدی سیلاب است، اما افزایش تفکیک با رشد شدید تعداد سلول‌های محاسباتی همراه می‌شود. در این پژوهش یک آزمایش عددی کنترل‌شده برای غربالگری اولیه تفکیک مناسب پیش از اجرای مدل‌های هیدرودینامیکی پرهزینه ارائه شد. یک زمین مصنوعی با تفکیک پایه 1 متر و هندسه رودخانه پیچان‌رودی، دشت سیلابی، پشته‌های کم‌ارتفاع و ناهمواری‌های موضعی ساخته شد و با تغییر تصادفی پارامترهای هندسی و ارتفاعی، 120 بازآرایی مستقل تولید گردید. برای هر بازآرایی، مدل ارتفاعی در تفکیک‌های 2، 5، 10، 20 و 30 متر بازنمونه‌برداری شد. پهنه آبگرفتگی با یک الگوریتم ساده مبتنی بر آستانه ارتفاع و پیوستگی مکانی با مجرا استخراج و با نتیجه مرجع 1 متر مقایسه شد. میانه شاخص همپوشانی برای تفکیک‌های 2، 5، 10 و 20 متر به‌ترتیب 0.929، 0.821، 0.667 و 0.377 بود. تفکیک 5 متر با حفظ میانه همپوشانی حدود 0.82، تعداد سلول‌ها را به 4 درصد حالت مرجع کاهش داد و در معیار تلفیقی دقت-هزینه، در همه 120 تکرار به‌عنوان گزینه میانی برتر انتخاب شد. در تفکیک 30 متر نیز در 69 مورد از 120 تکرار، اتصال پهنه آبگرفتگی به مجرا از بین رفت. نتایج نشان می‌دهد یک غربالگر توپوگرافی کم‌هزینه می‌تواند پیش از اجرای سناریوهای کامل دوبعدی، دامنه تفکیک‌های نامناسب را حذف کند. این آزمایش جایگزین شبیه‌سازی هیدرودینامیکی نیست، بلکه یک مرحله پیش‌پردازشی برای طراحی کارآمدتر سناریوهاست.

کلیدواژه ها

مدل رقومی ارتفاع، تفکیک مکانی، پهنه آبگرفتگی، تحلیل حساسیت، شبیه‌سازی عددی، مدیریت بحران سیل

وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر