معصومه اسدی

مناطق خشک به لحاظ بارش های رگباری یکی از آسیب پذیرترین بخش های جهان از نظر وقوع سیلاب می باشند، که ویژگی های رگباری پیش بینی سیلاب را در این مناطق دشوار می سازد. این پدیده در مناطق خشک و نیمه خشک ایران که داده های باران و رواناب ناقص می باشند شرایط پیش بینی را دشوارتر می گرداند. در این تحقیق حوضه آبریز سد میناب به عنوان نمونه ای از این مناطق، به دلیل دارا بودن داده ها، جهت شبیه سازی بارش – رواناب با استفاده از نرم افزار HEC-HMS استفاده شده است. در فرآیند محاسبات مدل جهت محاسبه ی تلفات رواناب حوضه از روش SCS، جهت تبدیل فرآیند بارش مازاد به جریان سطحی از روش هیدروگراف واحد SCS ، کلارک و اشنایدر و از مدل ثابت ماهانه برای محاسبه جریان پایه بهره گرفته شد. پارامترهای مدل بر اساس پنج هیدروگراف مشاهده ای مورد واسنجی و بر اساس دو هیدروگراف مشاهده ای دیگر اعتبارسنجی شد، که منجر به تنظیم پارامترهای حوضه آبریز گردید. تحلیل حساسیت مدل، نسبت به پارامترهای مختلف روش SCS نیز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به درصد اختلاف کمتر بین دبی اوج مشاهداتی و محاسباتی روش هیدروگراف واحد SCS به عنوان روش مناسب برای حوضه مورد مطالعه تعیین شد. مقادیر RMSE برای هر سه مدل SCS، کلارک و اشنایدر به ترتیب برابر با 353/0، 75/117 و 620/79 می باشد. همچنین تحلیل حساسیت مدل نسبت به پارامترهای مختلف نشان داد که تاثیرگذارترین عامل بر مدل به ترتیب CN با مقدار 591/1، تلفات اولیه با مقدار حساسیت 335/1 و زمان تاخیر با مقدار 813/0 می باشند.

در طی سال های اخیر، شهرها با توسعه فیزیکی قابل توجهی مواجه شده اند. توسعه فیزیکی نواحی سکونتگاهی در بسیاری از شهرها با محدودیت مواجه شده است که ازجمله آن ها شهر سقز می باشد. درواقع، وضعیت ژئومورفولوژی شهر سقز سبب شده است تا این شهر با محدودیت هایی مواجه باشد، به همین دلیل در این تحقیق به شناسایی مناطق مستعد توسعه فیزیکی در محدوده این شهر پرداخته شده است. در این تحقیق به منظور دستیابی به اهداف موردنظر از ۸ پارامتر (شیب، جهت شیب، رودخانه، ارتفاع، لیتولوژی، گسل، راه ارتباطی و کاربری اراضی) و مدل تلفیقی منطق فازی و AHP استفاده شده است. روش کار به این صورت است که پس از تهیه لایه های اطلاعاتی، با استفاده از مدل AHP به این لایه وزن داده شده است و سپس این لایه ها با استفاده از منطق فازی باهم ترکیب شده و در نهایت نقشه میزان تناسب زمین جهت توسعه فیزیکی نواحی سکونتگاهی در ۵ کلاس (خیلی کم تا خیلی زیاد) تهیه شده است. بر اساس نقشه نهایی، مناطقی که دارای پتانسیل کم و خیلی کم هستند شامل واحد پادگانه رودخانه و مناطق با شیب و ارتفاع زیاد می باشد که در مرکز و حاشیه شهر سقز قرار دارند. همچنین مناطقی که دارای پتانسیل زیاد و خیلی زیادی هستند عمدتاً شامل مناطق با شیب و ارتفاع کم و خارج از حریم رودخانه قرار دارند. مجموع نتایج به دست آمده بیانگر این است که محدوده مطالعاتی به دلیل وجود واحد پادگانه رودخانه و واحد کوهستانی با محدودیت های زیادی ازنظر توسعه فیزیکی مواجه می باشد.

پیش بینی درست وقوع سیلاب به ویژه در مناطق خشک که با بی نظمی و شدت بیشتری همراه است، از اهمیت زیادی برخوردار است. کمبود ایستگاه های هیدرومتری در این مناطق از کشور ما در کنار مزیت مهم مدل هیدروگراف ژئومورفولوژی (GIUH)، که با کمترین داده های اطلاعاتی امکان شبیه سازی بارش-رواناب یک حوضه را فراهم می کند، محققان این پژوهش را بر آن داشت تا ارزیابی مدل مذکور را در حوضه آبریز سد استقلال میناب به عنوان هدف خود درنظر بگیرند. مقادیر کمّی هر یک از پارامترهای ژئومورفولوژیک مدل GIUH که مهم ترین آن ها نسبت انشعاب، نسبت طول و نسبت مساحت است، با بهره گیری از نقشه رقومی ارتفاع با مقیاس 30 متر و به کمک فناوری GIS و الحاقیه HECGeoHMS محاسبه شده اند. در رتبه بندی آبراهه ها نیز از روش استرالر به عنوان مبنا استفاده شد. مدل هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی در حوضه مورد بررسی با توجه به میانگین خطای محاسبه شده (معادل 22/17 درصد) برای دبی اوج 4 واقعه انتخاب شده، نتایج قابل قبولی داشته است؛ ولی در برآورد زمان وقوع دبی اوج مقدار خطا بیشتر بوده و در همه وقایع، زمان وقوع دبی اوج کمتر از زمان واقعی به دست آمده است. علاوه بر این، نتایج این مدل در حوضه مشابه مورد بررسی (آبنما) نیز با میانگین درصد خطای حدود 30 درصد در محاسبه دبی اوج نتایج قابل قبولی ارائه داد؛ بنابراین می توان از این مدل در شرایط مشابه و با اعمال تغییرات به نتایج مطلوبی رسید .

یکی از مهم ترین مخاطرات پیش روی نواحی سکونتگاهی، سیلاب است. این مخاطره در طی سال های اخیر سبب وارد آوردن خسارات جانی و مالی زیادی به نواحی مختلف کشور ازجمله شهر پلدختر شده است. با توجه به اهمیت موضوع، در این پژوهش به ارزیابی مخاطره سیلاب و روند توسعه فیزیکی نواحی سکونتگاهی به سمت مناطق سیل خیز شهر پلدختر پرداخته شده است. ازاین رو از نقشه زمین شناسی 1:100000 منطقه، مدل رقومی ارتفاعی 5/12 متر و تصاویر ماهواره ای لندست از سال 1990 تا 2020 هر 10 سال یک تصویر به عنوان داده های تحقیق استفاده شده است. ابزارهای تحقیق شامل ArcGIS، ENVI و IDRISI و مدل های مورد استفاده نیز شامل مدل تلفیقی منطق فازی AHP و همچنین مدل LCM بوده و در دو مرحله کلی انجام شده است. در مرحله اول، مناطق مستعد وقوع سیلاب با استفاده از مدل منطق فازی مشخص شده و در مرحله دوم نیز روند توسعه نواحی سکونتگاهی به سمت مناطق سیل خیز ارزیابی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، بخش زیادی از محدوده شهری و حاشیه شهری پلدختر ازجمله مناطق غربی آن به دلیل نزدیکی به رودخانه، ارتفاع و شیب کم، دارای پتانسیل سیل خیزی بالایی است. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی روند توسعه نواحی سکونتگاهی به سمت مناطق سیل خیز بیانگر این است که در سال 1990، 3/1 کیلومترمربع از نواحی سکونتگاهی شهر پلدختر (معادل 7/86 درصد) در منطقه با پتانسیل سیل خیزی زیاد و خیلی زیاد قرار داشته است که این میزان در طی سال های 2000، 2010 و 2020 به ترتیب به 2/2، 9/2 و 1/4 کیلومترمربع (به ترتیب 6/84، 4/78 و 9/75 درصد) افزایش یافته است. همچنین توسعه نواحی سکونتگاهی به سمت مناطق سیل خیز دارای روند افزایشی بوده است که این مسئله بیانگر عدم توجه به پتانسیل سیل خیزی منطقه در برنامه ریزی های مربوط به توسعه فیزیکی مناطق شهری است.

مخاطره فرونشست در طی سال های اخیر، شهرهای زیادی ازجمله شهرهای مناطق خشک و نیمه خشک ایران را با چالش جدی مواجه کرده است. شهر همدان ازجمله شهرهایی است که در معرض این مخاطره قرار دارد و به همین دلیل در این پژوهش به ارزیابی میزان فرونشست در محدوده این شهر پرداخته شده است. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل تصاویر راداری سنتینل 1، تصاویر ماهواره لندست، مدل رقومی ارتفاعی 30 متر SRTM و اطلاعات مربوط به منابع آب زیرزمینی بوده است. ابزارهای مهم نیز تحقیق شامل ArcGIS ، GMT و ENVI بوده است. این تحقیق به طورکلی در سه مرحله انجام شده است که در مرحله اول، نقشه های کاربری اراضی منطقه مربوط به سال های 1991 و 2020، تهیه و تحلیل شده است. در مرحله دوم وضعیت افت منابع آب زیرزمینی در محدوده مطالعاتی بررسی شده است و در مرحله سوم نیز با استفاده از تصاویر راداری و روش سری زمانی SBAS ، میزان فرونشست منطقه در طی دوره زمانی سه ساله (2017 تا 2020) محاسبه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، محدوده شهری و حاشیه شهری همدان سالانه با حدود 1 متر افت منابع آب و 7/. کیلومترمربع توسعه فیزیکی مواجه شده است. همچنین میزان فرونشست این محدوده در طی دوره زمانی سه ساله، بین 6 تا 98 میلی متر بوده است که مطابق نقشه نهایی تهیه شده، مناطق غربی شهر همدان بین 60 تا 98 میلی متر، مناطق مرکزی بین 30 تا 60 میلی متر و بخش زیادی از مناطق شرقی آن بین 6 تا 30 میلی متر فرونشست داشته است. با توجه به اینکه بیش ترین میزان توسعه فیزیکی شهر همدان در طی سال های اخیر، در مناطق غربی و حاشیه ای این شهر بوده است؛ می توان گفت که توسعه فیزیکی شهر همدان به موازات افت منابع آب زیرزمینی، عامل اصلی این فرونشست بوده است.

سیل به عنوان یک مخاطره محیطی در بسیاری از نقاط دنیا و به خصوص در کشورهایی که در کنترل بحران و حفظ منابع خود ناکارآمد عمل نموده اند با روند رو به رشدی به وقوع می پیوندد. یک از راه های مقابله با این مخاطر ه پیش بینی وقوع سیلاب است. مدل های پیش بینی وقوع سیل ممکن است در فصول مختلف سال از دقت یکسانی برخوردار نباشند. با توجه به اهمیت این مسئله، در تحقیق حاضر نتایج مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی (GIUH) در پیش بینی وقوع سیل در فصول زمستان و بهار، در حوضه آبریز میناب (برنطین) مورد مقایسه قرار گرفته شده است. داده های تحقیق شامل حداکثر دبی ساعتی و بارش های متناظر آن ها برای سه واقعه بهار و سه واقعه زمستان است. روش کار به این طریق است که ابتدا پارامترهای مورد نیاز مدل GIUH شامل نسبت انشعاب، نسبت طول و نسبت مساحت برای حوضه تحت مطالعه برآورد گردید سپس با اجرای مدل برای وقایع انتخابی، مقادیر دبی اوج و زمان وقوع دبی اوج محاسباتی با مقادیر مشاهده ای همان وقایع مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج این مقایسه بیانگر این است که مدل GIUH در پیش بینی دبی اوج و زمان وقوع اوج وقایع سیل که در زمستان رخ می دهد (به ترتیب با مقادیر میانگین 09/20 و 64/45 درصد) به لحاظ اینکه با داده های مشاهده ای فاصله کمتری دارد، از دقت بالاتری نسبت به وقایع بهار (به ترتیب با مقادیر میانگین 3/57 و 7/119) برخوردار است.