سیل خیزی

امروزه مخاطرات محیطی و مقابله با آن ها ازجمله مهم ترین دغدغه های پژوهشگران در زمینه برنامه ریزی محیطی و مدیریت بحران است. از میان این مخاطرات، پدیده سیل به عنوان یکی از پرخطرترین بلایای طبیعی است که در مدیریت بحران باید نگاه ویژه ای را به آن معطوف داشت؛ بنابراین اولویت بندی زیرحوضه ها جهت اجرای عملیات آبخیزداری با نگاه مقابله با سیل و کنترل آن، امری ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق سعی شده تا حوضه های حوضه آبخیز گنجوان در استان ایلام جهت اجرای طرح های آبخیزداری مقابله با سیل خیزی با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره الکتره اولویت بندی شود. برای این منظور حوضه آبخیز موردمطالعه به پنج زیرحوضه ریزه وند، سرچم ده هارون، سرپتک، سرتنگ بیجار و گنجوان تقسیم گردید. معیارهای مورد نظر جهت اولویت بندی شامل سنگ شناسی، شیب، ارتفاع، بارش، کاربری اراضی و تراکم زهکشی می باشد. وزن معیارها بر اساس مدل آنتروپی آن ها به دست آمده و با استفاده از مدل الکتره  زیرحوضه های آبخیز در منطقه اولویت بندی، بررسی و سپس نقشه ی اولویت بندی این زیرحوضه ها تهیه شد. نقشه ی اولویت بندی خطر سیل در منطقه ی موردمطالعه نشان می دهد که زیرحوضه ی گنجوان با بیشترین پتانسیل سیل خیزی در اولویت اول و زیرحوضه ی سرتنگ بیجار در اولویت دوم جهت اجرای طرح های آبخیزداری مقابله با سیل قرار دارند. دلیل بالا بودن خطر سیل خیزی این زیرحوضه، ساختار زمین شناسی منطقه است که در قسمت بالادست از سازند گچساران با نفوذپذیری کم و در قسمت پایین دست از سازندهای بسیار حساس به فرسایش رسوبات آبرفتی دوران چهارم زمین شناسی پوشیده شده اند.

در بررسی تغییرات پاسخ هیدرولوژیکی ناشی از تغییر اقلیم می توان از شاخص های مستخرج از منحنی تداوم جریان استفاده نمود. هدف از این تحقیق مشخص کردن شاخص های سیل و جریان کمینه با استفاده از منحنی تداوم جریان در ایستگاه های هیدرومتری استان اردبیل می باشد. در این تحقیق تغییرات زمانی و مکانی شاخص های Q10،Q50، Q90، Q90/50و شاخصLane در 31 ایستگاه هیدرومتری استان اردبیل طی دوره 1372تا 1393 ارزیابی شد. در این مطالعه 5 ایستگاه (حاج احمد کندی، ننه کران، شمس آباد، پل سلطانی و بوران) که دارای جریان های حداقل، متوسط و حداکثر هستند، برای نمایش نتایج گرافیکی انتخاب شدند. ایستگاه های مذکور از نظر دبی و مساحت بررسی شده و منحنی تداوم جریان و منحنی تداوم جریان بی بعد براساس متوسط دبی و مساحت رسم شد. هم چنین روند تغییرات زمانی شاخص های Q10،Q50، Q90، Q90/50 و شاخص Laneبا آزمون ناپارامتری من کندال محاسبه شد. براساس نتایج به دست آمده شاخص Q10(جریان سیلابی) در ایستگاه های واقع بر روی رودخانه اصلی قره سو در سطح یک درصد دارای روند کاهشی معنی دار بوده است. شاخص Q50(جریان متوسط) در اکثر ایستگاه ها دارای روند کاهشی معنی دار بوده است. علاوه بر این، مقدار شاخص های Q90 و Q90/50 نیز در اکثر ایستگاه ها دارای روند کاهشی معنی دار در سطح p < 0.05)) بوده اند. در خصوص شاخص Laneبه عنوان شاخص مرتبط با سیل، در ایستگاه های ارباب کندی و دوست بیگلو که تحت تاثیر احداث سد بوده اند روند کاهشی معنی دار داشته اند. در نتایج تغییرات مکانی، شاخص (Lane) بیان گر سیلاب اوج است که مقادیر بالای آن در محدوده شرق و مرکز استان بیش تر است. در مجموع مقادیر شاخص های مرتبط با جریان های سیلابی در حوزه های بالادست استان روند افزایش داشته و نیز مقادیر مرتبط با جریان متوسط و نیز شاخص مشارکت جریان پایه در اکثر ایستگاه ها روند کاهشی معنی دار داشته است.

ارزیابی پتانسیل سیل خیزی حوضه های آبریز مختلف از اقدامات مهم در زمینه کاهش خسارت های ناشی از سیل بشمار می رود. حوضه آبریز کرگان رود به عنوان یکی از حوضه های سیل خیز استان گیلان، در سال های اخیر همواره خسارت های فراوانی را به ساکنین منطقه تحمیل کرده است. از همین رو تحقیق جاری به دلیل خلاء مطالعاتی در این حوضه، اقدام به پهنه بندی خطر وقوع سیل نموده و به همین منظور از مدل AWBM و روش Fuzzy-ANP استفاده شده است که مقادیر به دست آمده از مدل سازی AWBM، روند رواناب را از لحاظ زمانی در سال های 2011، 2014، 2017 و اواخر 2018 صعودی برآورد نموده و با سیل های سال 90، 93، 96 و 97 برابری می کند. در پهنه بندی مکانی خطر وقوع سیل از 10 فاکتور موثر شامل: بارش، دما، فاصله از رودخانه، شیب، جهت شیب، ارتفاع، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، زمین شناسی و خاک استفاده شد. در تحلیل نتایج بیش ترین خطر سیل خیزی در نواحی جنوبی و خروجی حوضه به دریای خزر برآورد شده که سکونت در حریم رودخانه، عدم توجه به آبخیزداری، تخریب جنگل و مراتع و تغییر کاربری اراضی از جمله مهم ترین عوامل موثر در این مسئله به شمار می آیند. در مجموع 90/3 درصد از مساحت حوضه دارای بیش ترین خطر وقوع سیل از نظر مکانی محاسبه شده است.

سیل یکی از بلایای طبیعی است که هر ساله در سراسر جهان موجب ایجاد خسارت های مالی و جانی متعددی می شود. هدف از انجام تحقیق حاضر، تعیین زیرحوضه های دارای پتانسیل بیش تر ایجاد سیل و تعیین اولویت آن ها جهت اقدامات کنترل سیل در حوضه ی آبخیز کاکارضا در استان لرستان و نیز تعیین مؤثرترین عوامل در ایجاد سیل با استفاده از دو تکنیک آنتروپی شانون و TOPSIS و نیز آنالیز مورفومتری حوضه ی آبخیز در قالب سامانه ی اطلاعات جغرافیایی (GIS) است. بدین منظور، در این تحقیق از 15 پارامتر مؤثر شامل بارش، بارش حداکثر روزانه، شماره ی منحنی، تراکم زهکشی، شیب، فراوانی آبراهه، ثابت نگهداشت آبراهه، بافت زهکشی، عدد ناهمواری، ضریب گردی، ضریب فشردگی، نسبت ناهمواری، ضریب فرم، ضریب کشیدگی استفاده شد. برای تعیین وزن پارامترها از روش آنتروپی شانون استفاده شد. نتایج وزن دهی پارامترها نشان داد که عامل بارش میانگین سالانه، بارش حداکثر روزانه، شماره ی منحنی و ضریب فشردگی بالاترین اثرگذاری را بر سیل خیزی حوضه ی آبخیز کاکارضا داشتند؛ درحالی که کم ترین وزن ها مربوط به پارامترهای زمان تمرکز، ضریب فرم بافت زهکشی و نسبت ناهمواری است. همچنین به منظور اولویت بندی 23 زیرحوضه ی حوضه ی آبخیز کاکارضا از روش تصمیم گیری TOPSIS استفاده شد. نتایج این روش نشان داد که زیرحوضه ی O در رتبه ی اول (0/91)، زیرحوضه ی M (0/89) رتبه ی دوم و زیرحوضه ی Q (0/85) نسبت به زیرحوضه های دیگر دارای بالاترین پتانسیل سیل خیزی می باشند و بالاترین اولویت را برای انجام عملیات حفاظتی دارند؛ درحالی که زیرحوضه های B و W دارای کم ترین پتانسیل سیل خیزی می باشند.  

بررسی و شناخت عوامل و ویژگی های هیدروژئومورفولوژیک و چگونگی تأثیر آنها در مدیریت حوضه های آبریز در جهت کاهش خسارت ناشی از رخداد سیل، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. تحقیق حاضر، با هدف بررسی ویژگی های هیدروژئومورفولوژیک حوضه های آبریز کلان شهر تهران با تأکید بر سیل خیزی از طریق برآورد و بررسی خصوصیات فیزیوگرافیک حوضه های آبخیز مسلط بر کلان شهر تهران انجام گرفته است. در این مقاله، برای بررسی سیل خیزی حوضه، نقشه های ژئومورفولوژی منطقه ی تهران تحلیل و نقشه ی واحدهای پاسخ هیدرولوژیک، ترسیم و نمودارهای دبی های حدبیشتر لحظه ای در ایستگاه های هیدومتری هفت حوض (درکه)، سولقان (کن)، پل تجریش (دربند) و قلاک (دارآباد) ترسیم شده است. این تحقیق با استفاده از مطالعات کتابخانه ای، نقشه های توپوگرافی1:50000 و زمین شناسی 1:100000، DEM 30 متری منطقه ی D مورد مطالعه، عکس های هوایی سال1334 و تصاویر ماهواره ایGoogle Earth و با به کارگیری نرم افزارهایArc GIS ،FreeHand  , WMS و Excel انجام گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد، به علت تأثیرات خصوصیات فیزیوگرافیک حوضه های آبریز مسلط بر کلان شهر تهران، از جمله، شکل حوضه ها، مساحت و طول کم آبراهه های اصلی، وجود اختلاف ارتفاع و شیب زیاد شمالی- جنوبی، فاصله ی کم بین حوضه دریافت و بخش خروجی حوضه ها و کوتاهی زمان تمرکز و مداخلات انسانی، رواناب های حاصل از بارندگی در مدت زمان اندک وارد پیکره ی شهری می گردد. نقشه ی HRUS حوضه های مورد مطالعه، نیز نشان دهنده ی تنوع زیاد واحدهای پاسخ هیدرولوژیک بیشتر حوضه ها، به ویژه حوضه ی کن است. همچنین، بررسی نمودارهای داده های دبی حدبیشتر لحظه ای، نشان داد که در ایستگاه های هفت حوض و قلاک نوسان زیاد بوده و با توجه به پیشینه ی سیل خیزی در محدوده ی مورد مطالعه، به دلیل وضعیت و ویژگی های هیدروژئومورفولوژیک حوضه های آبریز در بالادست، کلان شهر تهران به شدت متأثر از رخداد سیلاب است و این مخاطره پدیده ی  همیشگی آن خواهد بود.

امروزه پدیده ی سیل یکی از پیچیده ترین رخداد های مخاطره آمیز است که بیش از سایر بلایای طبیعی دیگر، همه ساله در نقاط مختلف دنیا منجر به ایجاد خسارت های جانی و مالی و تخریب اراضی کشاورزی می شود. به دلیل سیل خیز بودن حوضه ی کرگانرود، بررسی و پهنه بندی خطر وقوع سیل در این حوضه ضروری به نظر می رسد. لذا در این تحقیق ابتدا متغیرهای تأثیرگذار در وقوع سیل نظیر: شیب، زمین شناسی، پوشش گیاهی، خاک، میزان بارندگی و رتبه بندی آبراهه ها، مورد بررسی قرار گرفته و به صورت لایه های اطلاعاتی وارد نرم افزار جی آی اس شده اند. سپس به هر یک از متغیرها براساس درجه ی اهمیت آنها طبق نظر کارشناسان مرتبط، امتیازاتی داده شده است. نهایتاً با تلفیق لایه های مذکور و تجزیه و تحلیل آنها نقشه ی پهنه بندی خطر وقوع سیل با چهار پهنه ی خطر تهیه شده است که شامل: 1- احتمال وقوع زیاد، نسبتاً زیاد، متوسط و کم می باشد. با توجه به نقشه ی پهنه بندی وقوع سیل، پهنه ی با احتمال وقوع زیاد، 86/18 درصد (53/113 کیلومترمربع)، پهنه هایی با احتمال وقوع نسبتاً زیاد، 68/35 درصد (90/215 کیلومترمربع)، پهنه هایی با احتمال وقوع متوسط، 66/29 درصد (29/179 کیلومترمربع) و پهنه هایی با احتمال وقوع کم، 80/15 درصد (58/94) از سطح حوضه را شامل می شوند. نتایج تحقیق نشان می دهد که حوضه ی مورد مطالعه به دلیل برخورداری از متوسط بارندگی سالانه ی 7/1058 میلی متر، شیب زیاد، سازند های نسبتاً نفوذناپذیر و همچنین به دلیل داشتن شکلی دایره وار از قابلیت سیل خیزی نسبتاً زیادی برخوردار می باشد.

هدف از این تحقیق بررسی و تحلیل نقش شاخص های هیدروژئومورفیک در حساسیت سیل خیزی این حوضه می باشد. جهت نیل به این هدف ابتدا منطقه مورد مطالعه با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی (DEM) با قدرت تفکیک مکانی 5/12 متر به 15 زیر حوضه تقسیم شده است. در مرحله بعد با استفاده از قوانین ژئومورفولوژیکی هورتن، شوم و استرالر خصوصیات ژئومورفولوژیکی هر یک از زیر حوضه ها از سه جنبه خصوصیات شبکه زهکشی (شامل رتبه آبراهه، تعداد آبراهه، طول آبراهه، تناوب آبراهه، نسبت انشعاب، طول جریان در روی زمین، تراکم زهکشی، بافت زهکشی، نسبت بافت، شماره نفوذ، ثابت نگه داشت کانال و ضریب رو)، خصوصیات شکلی (شامل مساحت، ضریب فشردگی، نسبت مدور بودن، نسبت کشیدگی، ضریب شکل و شاخص شکل) و خصوصیات برجستگی (شامل برجستگی، نسبت برجستگی، عدد سختی یا زبری و نسبت شیب) در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شدند. جهت تعیین وزن پارامترها از مدل تحلیل تصمیم گیری چند معیاره SWARA استفاده شد. نتایج وزن دهی پارامترها نشان داد که پارامترهای هیدروژئومورفیکی بافت زهکشی، نسبت بافت و تراکم زهکشی با مقادیر 273/0، 273/0 و 156/0 بیشترین وزن و تأثیر را در سیل خیزی منطقه مورد مطالعه دارند. به منظور اولویت بندی 15 زیر حوضه الندچای از مدل تصمیم گیری WASPAS استفاده شد. نتایج نشان داد که زیر حوضه های 1، 3 و 2 به ترتیب با ضرایب 907778/0، 858988/0 و 818645/0 از حساسیت سیل خیزی بیشتری برخوردار هستند. در مقابل زیر حوضه های 6 و 13 با ضرایب 250252/0 و 374716/0 کمترین مقادیر را داشته اند که نشان دهنده حساسیت بسیار پایین این زیر حوضه ها به سیل خیزی است.

  تغییرات کاربری و پوشش اراضی تأثیر مستقیمی بر تغییر رژیم هیدرولوژیکی حوضه دارد. به عبارتی می تواند با افزایش سطوح زمینهای بایر و کاربریهای مشابه آن باعث سیل خیزی حوضه شده، با افزایش سطوح کاربری باغ و کاربریهای مشابه آن باعث مصرف و نفوذ بیشتر آب شود و بر کاهش دبی، نقش موثری داشته باشد. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر تغییرات به وجود آمده در کاربری و پوشش اراضی حوضه آبریز سد علویان در بازه زمانی 2013-1987، بر روی سیل خیزی حوضه و دبی رواناب است و  بدین منظور ابتدا با استفاده از نقشه گروه هیدرولوژیکی خاک که نشان از حساس بودن منطقه دارد و نقشه کاربری و پوشش اراضی مربوط به دوره های زمانی 1987 ، 2000 و 2013 شماره منحنی (CN) منطقه برای هر دوره زمانی به دست آوردیم و سپس با استفاده از این نقشه ها، میزان نگهداشت خاک (S) را محاسبه کردیم و در نهایت میزان رواناب حاصل از شبیه سازی بارش 100 میلی متری از طریق مدلSCS  برآورد گردید که نتیجه حاکی از افزایش رواناب یا به عبارتی سیل خیز شدن حوضه بر اثر تغییر کاربری و پوشش اراضی است. با توجه به وجود رابطه بین بارش و دبی در بازه های زمانی تعیین شده، تغییر کاربری باغ به عنوان یکی از عوامل موثر در کاهش دبی مورد بررسی قرار گرفت و بعد از جداسازی جریان پایه و جریان حاصل از ذوب برف با استفاده از تصاویر ماهواره ای مودیس از دبی کل، بقیه دبی به عنوان دبی حاصل از بارش در نظر گرفته شد. نتیجه حاصل از تحلیل کوواریانس نشان داد که افزایش در مساحت کاربری باغ باعث کاهش رابطه بین بارش و دبی حاصل از آن در حوضه آبریز سد علویان شده است.