1.5 مسیریابی یا روندیابی رودخانه

در چرخه طبیعی آب می توان سه عامل اصلی هیدرولوژیک را شناسایی کرد (شکل 1.5):

• عملکرد تولید، مورد استفاده برای جداسازی کل بارندگی و بارندگی موثر؛
• عملکرد انتقال، تبدیل بارندگی موثر در تخلیه رودخانه؛
• عملکرد مسیریابی، در مورد تبدیل جریان در امتداد رودخانه ها.

روش مسیریابی ماسکینگام، جریان آب را در کانالهای باز براساس معادله تداوم و رابطه ذخیره سازی ماسکینگام مدل سازی می کند. مسیریابی ماسکینگام تخلیه موجود در رودخانه یا مجرای کانال را با توجه به هیدروگراف ورودی در انتهای بالادست محاسبه می کند. در اصل روش ماسکینگوم یک مدل مسیریابی جریان هیدرولوژیکی با پارامترهای معین است که با استفاده از دو معادله تبدیل امواج تخلیه در بستر رودخانه را توصیف می کند. معادله اول معادله تداوم (حفظ جرم) و معادله دوم رابطه بین ذخیره، ورودی و خروجی (معادله ذخیره-دبی) است. این معادلات در محدوده دسترسی رودخانه بین دو مقطع رودخانه اعمال می شود. پارامترهای مدل را می توان با چندین روش تخمین زد.

نمودارهای ورودی و خروجی یک رودخانه در زیر جدول بندی شده است.

روش مسیریابی Muskingum برای سیستم هایی استفاده می شود که دارای روابط Storage - Discharge هستند و هیستریک هستند. یعنی برای سیستمهایی که خروجی برای آنها یک عملکرد منحصر به فرد از ذخیره سازی نیست. رابطه S در مقابل O برای رسیدن به رودخانه مورد نظر در زیر آمده است.

هدف اصلی در NLP و یا برنامه ریزی غیرخطی، در شکل کلی آن پیدا کردن مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم گیری با در نظر گرفتن محدودیت‌ها می‌باشد. در فرمول بندی اینگونه مسائل، هدف پیدا کردن یک نقطه تکین مطلق است ولی واقعیت چه از نظر محاسباتی و چه از لحاظ نظری، در بسیاری مواقع رضایت دادن به نقطه تکین نسبی خواهد بود. به عنوان مثال هنگام جستجوی نقطه کمینه با استفاده از یک روش همگرا شونده، مقایسه مقادیر نقاط همجوار تنها راه حل ممکن است.

در ریاضیات برنامه سازی غیر خطی (Nonlinear programming) (NLP) فرایند حل یک سیستم از برابری‌ها و نابرابری‌ها بر روی مجموعه‌ای از متغیرهای ناشناخته حقیقی، در یک تابع هدف که باید کمینه یا بیشینه شود و بخشی از محدودیت‌های آن غیر خطی است، می‌باشد.