برآورد پارامترهای مدل ناحیه ماندابی (tsm) در رودخانه ها با استفاده از روش بهینه سازی تکامل رقابتی جوامع (sce)

معادله حاکم بر انتقال آلودگی در رودخانه ها معادله انتقال پخش است؛ که یک معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی می باشد. در جریانهای طبیعی مناطقی به دلیل هندسه ی پیچیده، پیچ و خمها، پوشش گیاهی و مواد رسوبی اطراف رودخانه، بوجود می آیند که ناحیه ماندابی نامیده می شوند. در صورت وجود این مناطق معادله انتقال پخش کلاسیک نمی تواند به درستی برای شبیه سازی انتقال آلاینده به کار گرفته شود. وجود این ناهمگونی ها انتشار آلاینده ها را تحت تاثیر قرار می دهد؛ زمانی که آلاینده ای به درون جریان راه می یابد برای مدت زمانی در این مناطق ماندابی به دام می افتد و طی تبادلی که با ناحیه اصلی جریان دارند دوباره به ناحیه اصلی جریان باز می گردند. برای شبیه سازی و مدلسازی انتقال پخش در رودخانه ها با ناحیه ماندابی سه مدل (made , fradm , tsm ) ارائه شده است. مدل ناحیه ماندابی (tsm) مدل موثر و قابل اعتمادی است که اثرات ناحیه ماندابی را لحاظ می نماید. برای به کار بردن صحیح مدل ناحیه ماندابی سه پارامتر کلیدی آن یعنی ضریب پخش طولی در ناحیه آزاد جریان(k_f)، زمان ماندگاری آلاینده در ناحیه ماندابی(t) و نسبت سطح ناحیه ماندابی به سطح مقطع کل جریان(ɛ)، باید مشخص باشند. این پارامترها را می توان از طریق آزمایشات مسیر یابی یا از معادلات تجربی و روشهای بهینه سازی، برآورد نمود. به دلیل هزینه بر بودن آزمایشات مسیر یابی، محققین معادلات تجربی و روشهای بهینه سازی را برای برآورد این پارامترها ارائه نمودند. در این تحقیق با به کار گیری روش بهینه سازی تکامل رقابتی جوامع (sce)، معادلاتی برای برآورد سه پارامتر کلیدی مدل ناحیه ماندابی استخراج شده است. این معادلات با استفاده از داده های هیدرولیکی و هندسی 58 شاخه از رودخانه های مختلف، در قالب حداقل سازی خطای مجموع مربعات باقی مانده (ssq) بین مقادیر اندازه گیری شده و برآورد شده محاسبه شده اند. در نهایت معادلات ارائه شده با معادلات تجربی موجود و داده های مشاهداتی مقایسه شد. نتایج نشان داد که معادلات ارائه شده، مقادیر اندازه گیری شده پارامترهای مدل ناحیه ماندابی را با کمترین خطای جذر میانگین مربعات(rmse) برآورد نموده اند و کارایی و دقت معادلات ارائه شده به اثبات رسید.