تبليغاتX
منابع طبیعی

منابع طبیعی

منابع طبیعی بستر حیات است، در حفظ آن بکوشیم

اولويت بندي مكاني مناطق سيلخيز-راهكاري براي عمليات اجرايي مهار و كنترل سيل

در حوضه هاي آبخيز (۶)

نتيجه گيري:

غالبا  اجراي طرحهاي كنترل سيل بلحاظ هزينه هاي اقتصادي و ساير امكانات لازم (به استثناي شرايط بحراني) و  همچنين به ‌دليل ‌وسعت ‌زياد و گستردگي ‌حوضه‌هاي ‌آبخيز در سرتاسر يك حوضه امكان پذير نمي باشد. چه بسا در بسياري از مواقع عمليات و هزينه ها در مناطقي صورت گرفته است كه تاثيري در تخفيف سيل نداشته است . لذا در اين گونه مواقع اعتبارات اختصاص يافته را بايد در نقطه اي از حوضه هزينه كرد كه بهترين نتيجه حاصل شود. از طرف ديگر روش‌هايي ‌كه ‌تا كنون براي ‌شناسايي، تفكيك  و اولويت بندي مناطق سيل خيز بكارگرفته ‌شده‌اند، كل ‌حوضه ‌آبخيز را بصورت‌ يكپارچه‌ در  نظر گرفته‌اند و يا بصورت منطقه اي و بدون در نظرگرفتن مرزهاي فيزيكي حوضه و يا زيرحوضه ها انجام شده است(1و14و16). از اين نظر مناطقي كه پتانسيل بالايي در توليد سيل دارند در داخل حوضه آبخيز مشخص نشده است تا عمليات اجرايي و اصلاحي در سطوح كوچكتر و خطر ساز فراهم شود. محاسبات‌ حاصل‌ از اجراي‌ مدل‌ با روش‌ پيشنهادي ‌نشان ‌داد كه ‌با تقسيم حوضه به تعدادي زيرحوضه و رونديابي سيل در زيرحوضه ها و سپس در شبكه آبراهه اصلي مي توان زيرحوضه هاي سيل خيز و بحراني را با توجه به سهمي كه در توليد سيل خروجي كل حوضه دارند شناسايي نمود. سپس با شكستن زيرحوضه بحراني به تعدادي واحد هيدرولوژيكي و اعمال روش پيشنهادي حتي كانون هاي خطر زا را در سطوح كوچكتر نيز شناسايي كرد و به اين ترتيب عمليات اجرايي مهار سيل را در نقاط خطر ساز بكار گرفت و از صرف هزينه هاي بي مورد و اضافي كه آنچنان تاثيري در كاهش دبي اوج سيلاب ندارند جلوگيري كرد. از طرف ديگر نتايج نشان داد كه نحوه‌  مشاركت ‌زيرحوضه‌ها در سيل ‌خروجي‌ لزوماً متناسب ‌با دبي ‌اوج ‌زيرحوضه‌ها نبوده ‌و  زيرحوضه‌هاي ‌با دبي ‌اوج بيشتر‌ ضرورتا ‌تأثير بيشتري در سيل‌ خروجي‌ كل حوضه‌ ندارند. بنابر اين عوامل‌ رونديابي ‌آبراهه‌ها و موقعيت‌ مكاني‌ زيرحوضه‌ها مي‌توانند باعث ‌تغيير در نحوه‌ مشاركت‌ گردند. لذا ‌براي ‌هرگونه ‌‌عمليات ‌كنترل ‌سيل‌ و يا كاهش‌ دبي ‌اوج ‌در خروجي‌ حوضه ‌بايد نحوه‌ تأثير هر يك ‌از زيرحوضه‌ها را پس از رونديابي آنها در آبراهه هاي اصلي تعيين كرد و سپس با توجه‌ به ‌سهمي ‌كه ‌در ايجاد سيل‌ خروجي ‌بعهده ‌دارند، آنها را تفكيك و اولويت بندي نمود. اجراي روش‌ پيشنهادي براي شناسايي و اولويت بندي زيرحوضه ها بازاي واحد سطح بعنوان يك روش مناسب و كاربردي‌ براي ‌هر حوضه ‌آبخيز و در هر منطقه ‌اقليمي ‌‌در قالب ‌مطالعات ‌كنترل ‌سيل‌ توصيه‌ مي‌گردد.

 

منابع:

1- جلالي‌، حسين‌، 1368. بررسي‌ سيلابهاي ‌ايران‌، مجموعه‌ مقالات ‌اولين ‌كنفرانس‌ هيدرولوژي‌ ايران‌، انتشارات ‌وزارت ‌نيرو (ص102-37).

2- خسروشاهي، محمد، 1380. تعيين نقش زيرحوضه هاي آبخيز در شدت سيل خيزي حوضه، رساله دكتري، دانشگاه تربيت مدرس(188ص).

3- خسروشاهي‌، محمد و قوامي‌، شهاب‌الدين‌، 1377. هشدار، انتشارات ‌سازمان ‌جنگلها و مراتع‌ كشورر چاپ سوم( 108ص)

4 - رضواني‌، عارف‌، 1377. بررسي‌ خسارت‌ سيل‌هاي ‌هفتاد سال‌ اخير كشور كارگاه‌ آموزشي‌ سيستم‌هاي ‌هشدار سيل ‌و مديريت ‌سيلاب‌ دانشگاه‌ تربيت‌ مدرس‌(ص9-1)

5 - رضيئي‌، طيّب، 1379. تعيين ‌الگوي‌ توزيع‌ زماني ‌و مكاني ‌بارش‌ در استان ‌تهران‌، پايان‌نامه ‌كارشناسي ‌ارشد، گروه ‌جغرافيا، دانشگاه ‌تربيت‌ مدرس‌(296ص).

6 - عدل‌، ايرج‌، 1373. ارزيابي ‌هيدرولوژيكي ‌آبهاي ‌سطحي‌ در حوضه‌ رودخانه ‌كرج ‌تا سداميركبير با كاربرد نرم‌افزار HEC-1، مجله ‌عمران‌، دانشگاه ‌صنعتي ‌شريف‌(ص328-319).

7- قائمي‌، هوشنگ‌ و مريد، سعيد، 1375. مدل‌ سيل‌ خيزي‌ زيرحوضه‌هاي ‌كرخه‌، مجله ‌نيوار شماره ‌30، انتشارات ‌سازمان ‌هواشناسي ‌كشور (ص 27-10).

8- مركز تحقيات آب،وزارت نيرو، 1375 . طرح پژوهشي بررسي و پيشنهاد ضوابط انتخاب سيلاب طراحي سدهاي بزرگ ايران،فصل6و7 (178ص).

9- مريد، سعيد و قائمي ‌هوشنگ‌ و مير ابوالقاسمي‌، هادي‌، 1376. ، ارزيابي‌ مدل ‌HEC-1 در تشابه ‌سازي‌ بارندگي ‌-رواناب‌ در استان‌ هرمزگان‌، اولين ‌كنفرانس ‌هيدروليك ‌ايران‌(ص344-333).

10-معاونت‌ آبخيزداري‌، وزارت‌ جهادسازندگي‌، 1377، تصوير وضع‌ موجود آبخيزداري ، خلاصه‌ گزارش‌(10ص).

11- موسوي جهرمي،سيدحبيب، 1368. مدل رونديابي سيل در رودخانه به روش خطوط مشخصه و مقايسه آن با ساير روشها، پايان نامه كارشناسي ارشد،دانشكده كشاورزي،دانشگاه تربيت مدرس (182ص).

12 - مهندسي ‌آب‌ و خاك جهاد،1370. طرح ‌جامع‌ آبخيزداري ‌حوضه‌ دماوند. ، وزارت‌ جهاد سازندگي‌،جلد11(50 ص).

13- نساجي‌، زواره‌، 1378. مقايسه ‌دبي‌هاي ‌حداكثر سيل‌ از روشهاي ‌شماره ‌منحني ‌و كوك‌، پايان ‌كارشناسي ‌ارشد آبخيزداري ‌دانشگاه‌ تربيت‌ مدرس‌ (131ص).

14- نصرتي،ح 1379 .   پهنه بندي سيل در حوضه آبخيز گاوه رود با استفاده از GIS و RS ، پايان نامه كارشناسي ارشد سنجش از دور، گروه جغرافيا ، دانشگاه تربيت مدرس (162ص).

15-Crippen, J. R., 1982, Envelope curves for exterme flood events, Journal of Hydrology, Vol. 108, PP. 1208-1212.

16-Islam, M., & Sado, K., 2000, Development of flood hazard maps Bangladesh using NOAA-AVHRR images with GIS, Hydrological sciences-Journal, 45(3), pp337-355.

17- Lorup, J. K., J. C., Refsgaard and D. Mazimavi., 1998, Assessing the effect of land use change on catchment runoff by combined use of statistical tests and hydrological modelling: case studies from Zimbabwe, Journal of hydrology, 205, PP: 147-163.

18-Loukas, A., L. Vasiliades, N. R. Dalezios., 2000, Flood producing mechanisms identification in southern British Cloumbia, Canada, Journal of Hydrology, Vol. 227, PP:218-235.

19-Suwanwerakamtorn, R., 1994, GIS and Hydrobgic modelling for management of small watersheds, ITC Journol No4 PP 343-349.

20-Tabacchi, Eric., L. Lambs, H. Guilloy, A-M. P-Tabacchi, E. Muller and Decamps, H., 2000, Impacts of riparian vegetation of Hydrological processes, Hydrological processess, Vol.14, PP.2959-2976.

21-Tommy, S. W.Wong&Yunjie, L. I, 1998, Assement of changes in overland time of concentration for two opposing urbanization sequences, Hydrological sciences Journal, 43 (1), PP. 115-130.

 

 

 

+ نوشته شده در  سه شنبه چهاردهم اسفند 1386ساعت 7:56  توسط محمد خسروشاهي  | 

نتايج و بحث ‌‌:

بر اساس نتايج جدول 6، زيــرحوضه‌ شماره ‌3 با توليد دبي ‌اوج ‌3/112 متر مكعب‌ بر ثانيه‌ در محل خروجي زيرحوضه بيشترين ‌و زيرحوضه‌ شماره ‌2 با دبي‌ اوج 6/19 متر مكعب‌ بر ثانيه ‌كمترين ‌مقدار را به ‌خود اختصاص‌ داده‌اند. اگر چه ‌از لحاظ وسعت ‌اولي ‌بيشترين ‌و دومي ‌كمترين‌ مقدار را دارند اما اين‌ ترتيب در ساير زيرحوضه‌ها مصداق‌ ندارد. بطوريكه ‌زيرحوضه‌ شماره 6 كه‌ از نظر مساحت ‌در اولويت‌ دوم ‌قرار دارد، از نظر مقدار دبي‌ در رديف‌ پنجم‌ قرار گرفته‌ است‌. از آنجا كه ‌بارش ‌براي‌ تمام‌ زيرحوضه‌ها يكسان‌ در نظر گرفته ‌شده ‌است‌، تفاوت ‌مقدار دبي ‌لزوماً نمي‌تواند تنها تحت‌ تأثير مساحت ‌قرار داشته ‌باشد و ساير خصوصيات ‌فيزيكي ‌زير حوضه‌ها در اين‌ امر دخالت‌ دارند. زماني ‌كه ‌ميزان ‌تأثير دبي‌ زيرحوضه‌ها پس از رونديابي، در دبي‌  اوج‌ خروجي‌ كل ‌حوضه‌ مد نظر قرار مي‌گيرد، نسبت‌ تأثير آنها تنها به ‌بزرگي ‌و كوچكي‌ دبي ‌زيرحوضه ‌بستگي ‌ندارد. بلكه‌ اثر متقابل ‌عوامل‌ مؤثر ( از جمله‌ موقعيت‌ مكاني ‌زيرحوضه ها) مي‌تواند تعيين ‌كننده ‌باشد. لذا تأثير هيدرولوژيكي ‌زيرحوضه‌ها در خروجي‌ كل‌ حوضه‌ رفتار غير خطي ‌بروز مي‌دهد، بنحوي‌ كه‌ زيرحوضه‌هايي ‌كه ‌لزوماً مساحت‌ بزرگتر يا دبي‌ بالاتري ‌داشته‌ اند در سيل ‌خروجي‌ كل حوضه‌ تأثير بيشتري ‌ندارند. اين موضوع مهم در تحقيقات مشابه از جمله مطالعه قائمي و مريد(7) ناديده گرفته شده است.

مشاركت زيرحوضه ها بازاي واحد سطح:

از آنجا شاخص‌ تعيين ‌شدت‌ سيل‌خيزي ‌به ‌ازاي ‌واحد سطح ‌زيرحوضه‌، در اولويت ‌بندي ‌طراحي ‌عمليات ‌كنترل ‌سيل ‌به‌ ازاي ‌امكانات ‌موجود مي‌تواند متناسب ‌با يك ‌مساحت ‌معين‌ مد نظر قرار گيرد. به اين منظور ميزان مشاركت زيرحوضه ها در دبي خروجي كل حوضه بازاي واحد سطح زيرحوضه نيز محاسبه شد (ستون10 جدول6). در اين مرحله زيرحوضه شماره 5  الويت اول را به خود اختصاص داده است. بنابر اين در صورت محدوديت بودجه و امكانات و عدم امكان كنترل سيل در سطح وسيع، بهترين گزينه براي عمليات اجرايي مهار سيل، زيرحوضه شماره 5 و پس از آن زيرحوضه شماره 4 و الي آخراست.

تعيين ‌مناطق ‌سيل‌زا در زير حوضه‌ بحراني:

بر اساس‌ نتايج ‌بدست‌ آمده ‌از محاسبات ‌فوق‌ مشخص‌ شد كه ‌زيرحوضه‌ شماره ‌5 نسبت‌ به‌ ساير زيرحوضه‌ها بيشترين ‌مشاركت ‌را در توليد سيل‌ خروجي‌ حوضه‌ بعهده ‌داشته ‌است. لذا جهت‌ شناسايي ‌عميق‌ تر كانون‌هاي‌ توليد رواناب‌ در زير حوضه‌ بحراني‌، مجدداً اين ‌زيرحوضه‌ به ‌5 تحت‌ زير حوضه ‌يا واحد هيدرولوژيكي ‌تقسيم ‌گرديد)شكل 5 ‌). خصوصيات فيزيكي واحدهاي‌ هيدرولوژيكي‌ با استفاده ‌از سيستم ‌اطلاعات‌ جغرافيايي‌ (GIS) در محيط ILWIS تعيين ‌شد. )جدول 7 (. مقادير X و K براي‌ رونديابي ‌بازه‌ها به ‌روش‌ ماسكينگام و همچنين‌ زمان‌ تأخير به ‌روش‌ SCS براي ‌هر يك ‌از واحدهاي‌ هيدرولوژيكي ‌محاسبه ‌شد.

بر اساس‌ روش ‌تحقيق ‌و با استفاده‌ از مدل‌ HMS، با حذف‌ متوالي ‌واحدهاي‌ هيدرولوژيكي‌، ميزان ‌مشاركت‌ هر يك‌ از واحدها در سيل‌ خروجي‌ زيرحوضه‌ تعيين ‌گرديد)شكل6 ). همانطور كه در شكل ديده مي شود هــر واحــد سطح‌ از تحت‌ زيرحوضه‌ شماره (2) 5 بيشترين ‌تأثير را در تــوليد دبي ‌اوج ‌خــروجي ‌زيـــرحـوضه ‌از خود نشان‌ مي دهد. به‌ اين‌ ترتيب‌ در داخل‌ زيرحوضه‌ بحراني ‌)شماره ‌5( واحد هيدرولوژيكي‌ شماره ‌(2) 5 بحراني‌تر از ساير واحدها تشخيص‌ داده ‌شد. بنابر اين چنانچه امكان عمليات اجرايي مهار سيل فقط براي بخشي از زيرحوضه شماره 5 فراهم باشد، مناسب ترين محل واحد هيدرولوژيكي شماره (2) 5 مي باشد.  با استفاده ‌از  اين‌ روش‌ تا هر سطح ‌دلخواه از حوضه‌ آبخيز مي‌توان ‌نقاطي ‌كه ‌بيشترين ‌تأثير را در توليد سيل ‌خروجي ‌حوضه‌ بعهده‌ دارند، شناسايي ‌نمود. مسلماً تعيين‌ سطح‌ مورد نظر بستگي ‌به ‌هدف ‌مطالعه ‌خواهد داشت‌.

 جهت‌ بررسي ‌تأثير واحد هيدرولوژيكي ‌بحراني‌، در دبي ‌اوج ‌كل‌حوضه، مجدداً مدل ‌مربوطه ‌براي ‌كليه ‌زيرحوضه‌ها و واحدهاي ‌هيدرولوژيكي‌ به صورت يك جا ‌اجرا گرديد. آنگاه‌ با حذف‌ متوالي ‌هر يك‌ از زيرحوضه‌ها و تحت ‌زيرحوضه‌ها از رونديابي ‌حوضه‌، ميزان ‌مشاركت ‌هر واحد سطح‌ از 11 زيرحوضه‌ و تحت‌ زيرحوضه‌، در دبي‌ خروجي‌ كل‌ حوضه‌ محاسبه ‌گرديد. در سطح ‌كل‌حوضه‌ نيز واحدي ‌كه ‌بيشترين ‌مشاركت ‌را در توليد سيل‌ خروجي‌ زيرحوضه‌ بحراني ‌و كل‌ حوضه‌ بعهده ‌داشت‌ واحد هيدرولوژيكي ‌شماره (2) 5 بود ( شكل شماره 7 ).

+ نوشته شده در  دوشنبه سیزدهم اسفند 1386ساعت 8:31  توسط محمد خسروشاهي  | 

- رونديابي رودخانه: براي ‌رونديابي ‌رودخانه‌ها از روش‌ ماسكينگام  بلحاظ سهولت عمل و نياز به حد اقل داده ها و همچنين كاربرد وسيع آن استفاده ‌شد(11). دو عامل ‌مورد نياز براي ‌رونديابي ‌با اين ‌روش‌ شامل ‌K و X مي‌باشد. K بعد زمان ‌دارد ‌و معادل ‌زمان ‌انتقال ‌موج ‌سيل ‌از ابتدا تا انتهاي ‌بازه ‌رونديابي ‌در نظر گرفته مي شود.  X يك ‌ضريب ‌بدون ‌بعد است ‌و مشخص‌ كننده ‌تأثير نسبي‌ دبي‌هاي ‌ورودي‌ و خروجي ‌در ميزان ‌ذخيره ‌است‌. مقدار  X  از 0 تا 5/0 تغيير مي‌كند و در صورت‌ عدم‌ امكان ‌واسنجي ‌معمولاً معادل‌2/0 فرض‌ مي‌شود.اين‌ مقدار براي ‌شبكه رودخانه‌هاي ‌اصلي حوضه دماوند ‌برابر2/0 در نظر گرفته ‌شد. مقادير K در هر يك‌ از بازه‌ها، از تقسيم‌ طول‌ بازه ‌بر سرعت متوسط جريان در آن‌ بازه ‌بدست ‌آمد. با توجه ‌به ‌آمار و ارقام‌ موجود در برگه‌هاي ‌سيلاب ‌سازمان‌ آب‌ منطقه‌اي ‌تهران ‌و شباهت ‌هيدروليكي ‌بازه‌ها، سرعت ‌آب‌ براي ‌بازه‌ها معادل ‌5/1متر بر ثانيه ‌در نظر گرفته ‌شد. - بــارش‌ طــراحي ‌12 ســاعته ‌(تقريبا معادل زمان تمركز حوضه) بــا دوره‌برگشت ‌50 ساله ‌با استفاده ‌از روابط ارايه ‌شده ‌توسط

سازمان ‌هواشناسي ‌كشور براي ‌ايستگاه سينوپتيك ‌آبعلي، ‌برآورد گرديد.) بازاي ‌تعيين ‌شدت‌ سيلخيزي ‌متناظر با شرايط رطوبتي‌ II،

براي‌ كليه‌ زير حوضه‌ها حالت ‌II در نظر گرفته‌ شد).

 

روش شناسايي ‌مناطق سيل خيز (زيرحوضه‌ها) در سطح حوضه‌:

ابتدا براي بارش طراحي مورد نظر ‌مدل‌ HMS اجرا گرديد و دبي ‌زيرحوضه‌ها و كل‌ ‌حوضه‌ بدست آمد) ستون‌3جدول 6( . در اين ‌حالت ‌دبي ‌خروجي ‌حوضه‌ با مشاركت ‌كليه ‌زير حوضه‌ها محاسبه ‌شد كه‌ مقدار آن‌ برابر 9/371 متر مكعب ‌بر ثانيه ‌بدست ‌آمد.

اكنون ‌براي‌ شناسايي مناطق سيل خيز يا بعبارت ديگر تعيين ‌سهم‌ مشاركت ‌هر يك‌ از زير حوضه‌ها در دبي‌ خروجي‌ حوضه‌، در هر بار اجراي‌ مدل‌، ‌يكي‌ از زيرحوضه‌ها از رونديابي‌ كل حوضه‌ حذف ‌و دبي‌ خروجي‌ بدون ‌در نظرگرفتن‌ آن‌ زيرحوضه‌ شبيه ‌سازي‌ شد (شكل3). بطور مثال‌ در اولين مرحله ‌اجرا، دبي‌ خروجي ‌حوضه‌ بدون‌ مشاركت ‌زير حوضه ‌شماره ‌1 مقدار 8/316 متر مكعب‌ در ثانيه ‌بدست‌ آمد. يعني‌ سهم‌ مشاركت‌ زير حوضه‌ 1 در دبي ‌خروجي‌ حوضه‌ 1/55 متر مكعب‌ برثانيه‌ بوده ‌است‌. در مرحله‌ بعد مجدداً زير حوضه ‌شماره ‌1 در اجراي‌ مدل ‌مشاركت ‌داده ‌شد و زيرحوضه‌ شماره ‌2 از رونديابي ‌حذف‌ گرديد. با حذف‌ زيرحوضه ‌شماره ‌2 مقدار دبي‌ خروجي‌ حوضه‌، 363 متر مكعب‌ در ثانيه ‌محاسبه ‌گرديد. براي ‌ساير زيرحوضه‌ها نيز در هر بار اجراي‌ مدل‌ هر يك‌ از زيرحوضه‌ها از رونديابي ‌داخل ‌حوضه‌ حذف‌ و مقدار دبي‌ خروجي‌ كل حوضه‌ بدون ‌مشاركت ‌زيرحوضه‌ مربوطه‌ محاسبه ‌گرديد )ستون ‌4 جدول6( بدين ‌طريق‌ ميزان ‌تاثير هر يك ‌از زيرحوضه‌ها در كاهش ‌دبي‌ خروجي‌ حوضه‌ بدست ‌آمد)ستون‌هاي ‌5 و 6 جدول ‌6). با استفاده ‌از مقادير بدست‌ آمده‌ در ستون ‌6 بصورت ‌كمي ‌مي‌توان ‌نقش‌ زيرحوضه‌ها را در سيل‌ خروجي‌ حوضه‌ برآورد نمود، لذا اولويت‌بندي ‌زيرحوضه‌ها از اين‌ ديدگاه‌ انجام ‌شد) ستون ‌7 جدول6). در مواردي ‌كه‌ مساحت‌ زيرحوضه‌ها اولويت‌بندي‌ سيل‌خيزي ‌را تحت‌ تأثير قرار مي‌دهند مي‌توان ‌اين‌ اولويت‌بندي ‌را براي ‌هر واحد سطح ‌زيرحوضه‌ انجام ‌داد(ستون11جدول6).

جدول 6: اولويت بندي زيرحوضه ها بر اساس ميزان مشاركت آنها در دبي اوج خروجي كل حوضه

الويت بندي بازاي واحد سطح

كاهش دبي به ازاي واحد سطح

(%.km-2)

الويت بندي بر اساس دبي ويژه

دبي ويژه

(m3/s/.km-2)

اولويت بندي بر اساس دبي خروجي

مقداركاهش دبي درخروجي

(%)

مقدار كاهش دبي درخروجي (m3/sec)

دبي خروجي با حذف زيرحوضه (m3/s ec)

دبي زيرحوضه

 

(m3/sec)

مساحت

 

(km2)

شماره زيرحوضه

(11)

(10)

(9)

(8)

(7)

(6)

(5)

(4)

(3)

(2)

(1)

3

0.153

2

0.80

4

14.8

55.1

316.8

77.9

97

1

7

0.052

7

0.43

7

2.39

8.9

363

19.6

46

2

5

0.108

6

0.44

1

27.4

101.9

270

112.2

253

3

2

0.173

4

0.72

2

16.6

61.9

310

69.1

96

4

1

0.177

3

0.75

5

12.4

46.1

325.8

52.3

70

5

4

0.141

5

0.57