انجمن آبخیزداری ایران مجله اکوهیدرولوژی 2423-6098 1 2 2014 09 23 Development of Nonlinear Muskingum Model and its Compare with HEC-RAS Model for Flood Routing in Rivers توسعۀ مدل ماسکینگام غیرخطی و مقایسۀ آن با مدل HEC-RAS جهت روندیابی سیل در رودخانه‌ها 111 122 53547 10.22059/ije.2014.53547 FA محمد شایان نژاد دانشیار، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان ناهید اکبری دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان افشین هنربخش دانشیار، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد Journal Article 2014 06 06 Flood routing in rivers is a mathematical procedure to determine flow hydrograph at a point in a river. One of routing methods is based on solution of Saint-Venant equations for unsteady flows. Because this method is very complex and need to more information of river, other methods with simple calculations and reasonably accurate results have been extended and give generally satisfactory results for hydrologist researchers and need to lower information of river. Muskingum model is one of these methods that accuracy in evaluation of its parameters effects on predicting flood hydrograph, especially peak rate of flow. As far as genetic algorithm is an appropriate solution to determine optimized nonlinear Muskingum coefficients, in this study we used this method to determine optimized coefficients in MATLAB and for a wide range of hydrographs getting from HEC-RAS software. Then the nonlinear Muskingum coefficients were presented as functions of river characteristics and inflow hydrograph. The model has been developed using the functions and solving of differential continuty equation with Rung-Kutta order 4. To determine the accuracy of the model, measured hydrographs of 5 floods in a reach, were compared to hydrographs computed by the model and HEC-RAS software and the results were analyzed using RMSE factor and correlation coefficient. Results indicate that there was no significant diference between the model and HEC-RAS . روندیابی سیل در رودخانه‌ها فرایندی ریاضی است که برای تعیین هیدروگراف جریان در هر نقطه از رودخانه صورت می‌گیرد. یکی از روش‌های روندیابی، حل معادلات کامل سنت‌ونانت در تحلیل جریان غیرماندگار است که به‌دلیل پیچیدگی زیاد، نیازمند استفاده از کامپیوتر و مدل‌های توسعه‌یافته است. در مقابل این روش پیچیده، روش‌های ساده‌تر و با دقت مناسب توسعه یافته‌اند که از دیدگاه هیدرولوژیست‌ها نتایج قابل قبولی دارند. مدل ماسکینگام یکی از این روش‌هاست که دقت در تخمین پارامترهای آن بر هیدروگراف روندیابی‌شده، به‌خصوص بر حداکثر مقدار سیلاب، تأثیرگذار است. ازآنجا که الگوریتم ژنتیک گزینۀ مناسبی برای تعیین پارامترهای بهینۀ مدل غیرخطی ماسکینگام است، در این تحقیق ضرایب بهینۀ مدل غیرخطی ماسکینگام از این روش در برنامۀ MATLAB و برای دامنۀ وسیعی از هیدروگراف‌های خروجی به‌دست‌آمده از نرم‌افزار HEC-RAS حاصل آمد. با به‌دست آوردن مقادیر بهینۀ این پارامترها و داشتن خصوصیات فیزیکی و هندسی رودخانۀ مورد مطالعه، تغییرات این خصوصیات و همچنین تغییرات پارامترهای روابط مدل ماسکینگام-کانژ بر مقادیر ضرایب غیرخطی ماسکینگام بررسی شد. از این طریق، روابطی برای ضرایب مدل ماسکینگام غیرخطی ،  و  به‌صورت تابعی از مشخصات رودخانه و سیلاب ورودی ارائه شد. سپس روندیابی سیل از روش حل معادلات دیفرانسیلی مرتبۀ اول به‌روش رانگ-کوتای مرتبۀ 4 انجام گرفت. برای بررسی دقت روابط مدل توسعه‌یافته، هیدروگراف‌های خروجی از پنج سیلاب بازه‌ای از یک رودخانه، با هیدروگراف‌های خروجی محاسبه‌‌شده با روش توسعه‌یافته و نرم‌افزار HEC-RAS مقایسه و نتایج دو روش با استفاده از فاکتور RMSE و ضریب همبستگی  تجزیه‌و‌تحلیل شد. نتایج نشان داد دقت مدل توسعه‌یافته مشابه نرم‌افزار HEC-RAS است، بنابراین می‌توان از مدل توسعه‌یافته در مطالعات آینده در زمینۀ روندیابی سیل استفاده کرد. https://ije.ut.ac.ir/article_53547_54178525f3c203011b066d6372068b36.pdf