دبی سیلاب

سیلاب یکی از مهم ترین و مخرب ترین بلایای طبیعی در سراسر جهان است. در دهه گذشته میزان وقوع سیلاب های مخرب به دلیل افزایش دما، گسترش شهرسازی و تغییر خصوصیات حوضه آبریز همراه با ایجاد تغییر کاربری اراضی و استفاده نادرست از زمین افزایش یافته است. هدف از این پژوهش بررسی سیلاب مشکین شهر با استفاده از مدل های WMS و HEC-RAS می باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل WMS، مدل سازی حداکثر سیلاب و تعیین هیدروگراف سیلاب برای دوره ها ی بازگشت 5، 10 و 25 ساله صورت گرفته است. حداکثرسیلاب برای حوضه A با دوره های بازگشت ذکر شده به ترتیب برابر با84/0، 33/1 و 08/2 متر مکعب بر ثانیه می باشد. برای حوضه B به ترتیب برابر با 80/0، 27/1و 2 متر مکعب بر ثانیه می باشد. همچنین حداکثر سیلاب برای حوضه C با دوره های بازگشت ذکر شده به ترتیب برابر با 97/0، 55/1 و 24/2 متر مکعب بر ثانیه می باشد. نتایج حاصل از هیدروگراف سیلاب نشان می دهد با افزایش دوره بازگشت میزان نفوذ در حوضه کاهش پیدا کرده و دبی سیلاب زودتر اتفاق افتاده است. همچنین با افزایش دوره بازگشت زمان اوج هیدروگراف کاهش یافته است از طرفی با افزایش دوره ی بازگشت زمان پایه هیدروگراف و زمان فروکش سیل نیز افزایش می یابد. برای پهنه بندی سیلاب اطلاعات به دست آمده از مدل WMS به مدل HEC-RAS وارد شده است. با توجه به پروفیل طولی و نمای3 بعدی از پهنه بندی سیل می توان نتیجه گرفت که با افزایش دوره بازگشت، ارتفاع سطح آب در پروفیل طولی افزایش یافته است. همچنین به وضوح در نمای3 بعدی مشاهده می شود که سیل مناطق بیشتری را فراگرفته است.

هدف: هدف این پژوهش بررسی میزان تاثیر برخی از خصوصیات هیدروفیزیکی رودخانه های موقتی در ایجاد دبی های سیلابی است. سیل از جمله پدیده هایی است که خسارات فراوانی به منابع وارد می سازد و همواره مورد توجه کارشناسان هیدرولوژی بوده است.روش و داده: در برآورد مقادیر دبی سیلاب ها با دوره بازگشت معین استفاده از ویژگی های هندسی حوزه آبخیز بر اساس مدل های بارش-رواناب کاربرد گسترده ای دارد که در پژوهش حاضر نیز مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق تعدادی از متغیرهای مستقل حوزه شامل خصوصیات فیزیوگرافی از جمله مساحت، شیب، طول آبراهه ها، ضریب گردی، ضریب گراویلیوس، ضریب کشیدگی، ضریب فرم، طول حوضه، تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، محیط مستطیل معادل، مساحت زیر نمودار آبراهه ها، ارتفاع متوسط وزنی، محیط زیر حوضه ها، زمان تمرکز، زمان تا اوج و نیز پارامترهایی نظیر شماره منحنی و میزان تلفات و نیز درصد انواع سازندها و نوع کاربری زمین در 21 زیرحوضه مورد مطالعه محاسبه گردید. در ادامه مقادیر دبی و دبی ویژه برای دوره های بازگشت 2، 5، 10 و 25 سال و همچنین D50 و D90 رسوبات با استفاده از نمودارهای دانه بندی مربوطه محاسبه و سپس رابطه آن ها با متغیرهای مستقل حوزه آبخیز با استفاده از رگرسیون های چند متغیره بررسی شد و همچنین مدل های مناسب برای برآورد هر یک از دبی با دوره های بازگشت های موردنظر با استفاده از نرم افزار SPSS به دست آمد. در نهایت در مدل ها ویژگی هایی از حوضه که بیشترین تأثیر را بر متغیرهای وابسته داشتند، به کار گرفته شد.یافته ها: نتایج نشانگر اهمیت متغیرهای مساحت، طول حوضه، زمان تا اوج و زمان تمرکز در اکثر مدل های نهایی مربوط به دبی بود. همچنین عامل شیب و سازند منطقه نقش زیادی در تعیین اندازه ذرات رسوبات داشت. همچنین نتایج بر تغییرپذیری متغیرها و اهمیت آن ها در تعیین دبی با دوره بازگشت های مختلف و طبعاً بر ضرورت استفاده از مدل مناسب در تخمین رواناب حوزه های آبخیز مورد مطالعه دلالت دارد.نتیجه گیری: مبنای یافته های تحقیق می توان عنوان کرد که امکان تهیه مدل های ساده و متفاوت جهت برآورد سیلاب با دوره بازگشت های مختلف با استفاده از متغیرهای ساده فیزیوگرافی وجود دارد. البته با توجه به تنوع اقلیمی، زمین شناسی و... نتایج این تحقیق با یافته های مربوط به سایر جاها متفاوت بوده و برای افزایش اعتماد و تعمیم پذیری انجام تحقیقات مشابه در مناظق با خصوصیات متفاوت ضروری به نظر می رسد.نوآوری، کاربرد نتایج: از مهم ترین جنبه های نوآورانه و کاربردی تحقیق می توان به ارائه مدل های ارائه شده در این تحقیق اشاره کرد که تاکنون در کشور مورد بررسی قرار نگرفته بوده و می تواند برای برآورد دبی جریان و رسوب داشته در حوزه های فاقد آمار و داده های هیدرومتری مورد استفاده قرار گیرد.

تجزیه و تحلیل مورفومتری حوضه های زهکشی و شبکه رودخانه، نقش مهمی در شناخت رفتار هیدروژئولوژیکی حوضه زهکشیایفا میکند و در حوضه های فاقد آمار میتواند ابزاری مفید برای پیشبینی سیلاب باشد. از این رو تحقیق حاضر با هدفمدلسازی سیلاب و ارتباط آن با متغیرهای مورفومتری با استفاده از رگرسیون چندمتغیره انجام گرفت. روش پژوهش مبتنیبر استخراج پارامترهای مورفومتریک و تحلیل های آماری شامل بررسی ضریب همبستگی و تحلیل رگرسیون خطی میباشد. در همین راستا ابتدا حوضه های مورد مطالعه با استفاده از نرمافزار 5.10 GIS ARC تعیین و حدود هر یک مشخص شده است. سپس ویژگی های مورفومتری آنها استخراج شده است. دبی سیلاب نیز در دوره های بازگشت 2 تا 144 ساله با استفاده از نرمافزار ایزی فیت بازسازی شده است. برای مدلسازی ابتدا رابطه خطی بین هر یک از متغیرهای مورفومتری به عنوان متغیر مستقل با دبی سیلاب به عنوان متغیر وابسته مورد بررسی قرار گرفته و بعد از اطمینان از وجود رابطه ی خطی بین متغیرها و دبی سیلاب همبستگی بین هر یک از متغیرها و دبی سیلاب محاسبه شد. متغیرهایی که بیشترین همبستگی را دارند مشخص گردید که این متغیرها عبارت بودند از مساحت حوضه، طول حوضه و طول جریان سطحی. با استفاده از رگرسیون چند متغیره اقدام به مدلسازی برای متغیرهای مستقل و دبی سیلاب گردید. نتایج نشان میدهد که هر چه دوره بازگشت سیلاب افزایش مییابد ارتباط بین متغیرهای مستقل و دبی سیلاب افزایش می یابد به طوری که همبستگی مساحت با دورهی برگشت 21 ساله 941/4 و با دورهی بازگشت 244 ساله 988/4 می باشد. همچنین مدل های ارائه شده با استفاده از تحلیل رگرسیون چندمتغیره در دوره های بازگشت بالاتر از 21 تا 144 سال دارای اعتبار بیشتری برای پیشبینی سیلاب میباشد. به طوری که ضریب تبیین دوره ی 1 ساله برابر با 321/4 و دوره 144 ساله برابر با 121/4 میباشد.