روشی نوین برای شناسایی پراکنش مکانی نمایشنامه‌های زیستی مهارکردن سیل

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 2، دوره 5، شماره 14، مهر و آبان 1391، صفحه 17-28   

نویسندگان

روح انگیز اختری^{* 1}؛ بهرام ثقفیان²؛ جمال محمد ولی سامانی³؛ باقر قرمز چشمه⁴

¹دانشجوی دکترا سازه های آبی دانشگاه تربیت مدرس

²استاد مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیز داری و استاد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

³استاد گروه سازه های آبی دانشگاه تربیت مدرس

⁴کارشناس ارشد پژوهشی مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیز داری

تاریخ دریافت: 16 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 16 دی 1394 

چکیده

با توجه به این که در بیشتر حوضه های آبخیز کشور رویدادن سیل و زیانهای ناشی از آن در حال افزایش است، و از سوی دیگر، طرحهای مهارکردن سیلاب هزینه های هنگفتی را در بردارند، تعیین نمایشنامه‌های مهارکردن سیل و اولویت-بندی آنها از نظر تعیین نوع و پراکنش عملیات مهارکردن در راستای مدیریت جامع حوضه های آبخیز ضروری است. تأثیر نمایشنامه‌های مختلف مهارکردن سیل را می توان با کمک شبیه های شبیه سازی در قالب ترکیب شبیه‌های آبشناسی و هیدرولیکی پیش بینی کرده و مناسبترین آنها را بر اساس تابع هدف، مشتمل بر کاهش توأمان هزینه و زیانها، شناسایی نمود. نبود یا کمبود اطلاعات مورد نیاز برای تعیین دقیق اندازه‌ی هزینه و زیان ناشی از سیل کاربرد روشهای شبیه‌سازی را برای براورد آنها ناگزیر می‌نماید؛ لذا، در این تحقیق، نسبت سود به هزینه به صورت تابعی از عوامل آبشناسی حوضه تعریف شد. برای بررسی عملکرد رابطه‌ی سود- هزینه پیشنهادی و تعیین پراکنش مکانی گزینه های مهارکردن سیل در حوضه رودزرد، دو نمایشنامه‌ی ارتقاء مراتع و تبدیل مراتع به کشتزار و باغ، با دیدگاه مدیریت و افزایش تراکم پوشش گیاهی به عنوان عملیات زیستی مهارکردن سیل انتخاب گردیدند. برای تبدیل بارش به رواناب در هر زیرحوضه شبیه توزیعی آبشناسی ModClark مورد بهره برداری قرار گرفت، و برای روندیابی آبنمای زیرحوضه ها در شبکه‌ی رودخانه در حالت جریان غیرماندگار نرم افزار HEC-RAS به کار گرفته شد. شبیه تلفیقی بر پایه‌ی نقشه های کاربری جدید برای هر نمایشنامه اجرا شد و بده‌ی اوج در خروجی حوضه محاسبه گردید. نتایج ارزیابی نمایشنامه‌ها براساس رابطه‌ی سود- هزینه پیشنهادی نشان دادند که نمایشنامه ارتقاء و بهبود مرتع نسبت به نمایشنامه‌ی دیگر در کاهش بده‌ی اوج هم در خروجی هر زیرحوضه، و هم در خروجی کل حوضه، موثرتر است. در راستای تعیین پراکنش مکانی گزینه‌ی زیستی مهارکردن سیل فوق براساس رابطه‌ی پیشنهادی برای کاهش بده‌ی اوج خروجی از زیرحوضه، اولویت اول و دوم را زیرحوضه های آبگلال و ماشین به خود اختصاص دادند. برای کاهش بده‌ی اوج آبنمای خروجی از کل حوضه، زیرحوضه های ماشین و دمدلی در نخستین اولویت مکانی برای اعمال این نمایشنامه، و زیرحوضه های آبگلال و آل خورشید در دومین اولویت مکانی قرار دارند.
 

کلیدواژه‌ها

نمایشنامه‌ی زیستی؛ تغییر کاربری اراضی؛ مهارکردن سیل؛ شدت سیلخیزی

مراجع

4. Croke, B.F.W., and A.J. Jakeman.2001. Predictions in catchmenthydrology: an Australian prespective.

Marine and Fresh Water Resource.52: 65-79.

5. Djordjevic, B. and S. Bruck. 1998.System approach to the selection ofpriority areas of erosion control with

implications of the water resourcessubsystem. Proc. 4th Int. Sym. RiverSedimentation. Beijing, China. 1547-1554.

6. Even, J. and G. Parkin. 1996. Validationof catchment models for predictionland use and climate changeimpacts: 1. Method. J. Hydrol. 175:583-564.

7. Fohrer, N., Steiner, N. and Moller, D.2002. Multidisiplinary trade-off functionfor ;and use option in low mountainranges area: A modelling approach.Proc. of the Third Int. Conf. onWater Resour. and Environ. Res.Dresden University of Technology. p.387-391.

8. Kull, D., W. and Feldman, A. D.1998. Evolution of Clark’s unit graphmethod to spatially distributed

runoff.J Hydrol Eng ASCE. 3(1): 9–19.

9. Miller, S.N., Kepner, W.G. Mehaffey,M.H. M.R.C., Hernandez, Miller,D.C., Goodrich, Devonald, Heggem,K. D. T. and Miller, W.P. 2002.Integrating landscape assessment andhydrologic modelling for land cover

change analysis. J. the Am. WaterResour. Assoc. 38: 915-929.

10. Niehoff, D., Fritsch,U. and Bronestert,A.. 2002. Land use impacts onstorm-runoff generation: Scenario of

land use change and simulation ofhydrological response in a MesoScaleCatchment in SW-Germany. J.Hydrol. 267: 80-93.

11. Omidvar, B., and Khodaei, H. 2008.Using value engineering to optimizeflood forecasting and flood warning

systems: Golestan and Golabdarewatersheds in Iran as case studies.Natural Hazards 47:281–296.

12. Reichold, L., Zechman, E. M. D.Brill, and Holmes, H. 2010. Simulation-optimizationframework to support

sustainable watershed developmentby mimicking the predevelopmentflow regime. J. Water Resour.Plan. and Manag. 136: 366–375.

13. Saghafian, B., and Khosroshahi, M.2005. Unit responseapproach forpriority determination of flood sourceareas.

J. Hydrol. Eng. . ASCE10:270- 277.

14. Saghafian, B., Farazjoo, H. Bozorgy,B. and Yazdandoost, F. 2008. Flood intensification due to changes in landuse. Water Resour. Manag. 22:1051–1067

15. Sikka, A.K., Sarma, J.S., Sharda,V.N., Samraj,P and Lakshmanam, V.2003. Low flow and high flowresponses to converting naturalgrassland into blue gum (Eucalyptusglobulus) in Nilgiris Watersheds of

South India. J. Hydrol. 270: 12-26.