بخشی از مقاله
چکیده :
تغییر کاربری اراضی یک چالش هیدرولوژیک در آبخیزداری شهری است که با تاثیر بر رواناب سطحی روش های مدیریت منابع آب را تغییر میدهد. تکنیک های سنجش از دور و استفاده از تصاویر ماهواره ای میتواند به بهبود و تسریع در مطالعات منابع طبیعی و مدیریت حوزه های شهری بیانجامد.
در این تحقیق رابطه مقادیر گسترش شهری و رواناب حوزه با استفاده از مدلسازی هیدرولوژیک، سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور بررسی شد. ابتدا برای تهیه نقشهی کاربری اراضی شهرستان اسدآباد از دادههای رقومی سنجندههای TM و ETM+ ماهوارهی لندستهای 5 و 7 ماه اردیبهشت در سالهای 1992، 2002، 2014 استفاده شد. برای طبقه بندی نظارت شده از روش حداکثر احتمال و برای برآورد رواناب سطحی، روش سرویس حفاظت منابع ملی - NRCS-CN - استفاده شد.
سپس نقشههای کاربری اراضی، شماره منحنی و ارتفاع رواناب محاسبه و ترسیم شد. نتایج نشان داد که با افزایش مساحت کاربری شهری از سال 1992 تا 2014 به میزان 4/95 درصد و تغییرات رواناب سطحی تا 15/8 درصد افزایش داشته است.
-1 مقدمه
مدیریت نزولات جوی و روانابهای سطحی ناشی از آنها در آبخیزهایی که خود عاملی در جمع آوری و حمل آلایندههای خطرناک حین عبور از کوچهها، خیابانها و سایر سطوح شهری هستند[19]، برای اعمال مدیریت ریسک در رابطه با سلامت عمومی و منابع زیست محیطهای شهری اجتناب ناپذیر می باشد .[9] افزایش سطوح نفوذ ناپذیر که ناشی از شهرسازی و احداث ساختمان بر خاکهای نفوذپذیر است، طبعا ازسطوح نفوذپذیر حوضه که قادر به جذب بخشی از بارندگی است کاسته و در نتیجه بر حجم کل رواناب شهر افزوده است .
از مسائل مهم توسعه شهری، تغییر وضعیت رواناب سطحی است[19]، به طوری که زمان تاخیر هیدروگراف و زمان پایهی سی لاب کاهش یافته و در نتیجه با یک حجم مساوی سیل، دبی اوج سیلاب ها با توسعه ی شهری، بیشتر از حالت قبل از توسعه خواهد بود، علاوه بر آن ضریب رواناب نیز افزایش مییابد بعلاوه جمع آوری آب از سطوح شهری و بهرهبرداری از آنها جهت کاهش خسارات ناشی از سیل نیز مهم است. مدیریت کمی و کیفی حوزههای آبخیز مجموعه ای از تصمیمها را در بر میگیرد که جمعآوری و رهاسازی آب در طول زمان را مشخص می کند.
با توجه به روشهای مدیریت و بهینهسازی حوزههای آبخیز، پیش بینی دقیق رواناب خروجی میتواند در بهینه سازی مدیریت آبخیز جهت جلوگیری از طغیان سیلابهای منطقه ای بسیار موثر باشد. با وجود روابط غیر خطی، عدم قطعیت و عدم صراحت زیاد و ویژگی متغیرهای زمانی و مکانی درسیستمهای گردش آبی، هیچ یک از مدلهای آماری و مفهومی پیشنهاد شده بهمنظور الگوسازی دقیق بارش و رواناب نتوانسته بهعنوان یک مدل برتر و توانا شناخته شوند .[
سنجش از دور و فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی از جمله تکنولوژیهای برتر و کارآمد در بررسی تغییرات محیطی و مدیریت منابع است که اطلاعات بروز را برای اهدف مدیریتی فراهم می آورند. تصاویر ماهواره ای به علت رقومی بودن، ارائه اطلاعات به هنگام، فراهم آوردن دید همه جانبه، استفاده از قسمت های مختلف طیف الکترومغناطیس برای ثبت خصوصیات پدیده ها، پوشش های تکراری، سرعت انتقال و تنوع اشکال داده ها از ارزش زیادی برخوردارند . بنابراین میتوان جهت بررسی توسعه شهری از این ابزار استفاده کرد.
پیشینه تحقیق
جوادی و همکاران [5]، در مطالعهی خود با استفاده از ابزار ArcCN-Runoff به برآورد ارتفاع رواناب در حوزهی آبخیز آزادرود پرداختند. نقشهی ارتفاع رواناب منطقهی مورد مطالعه را استخراج کرده و بیان داشتند ارتفاع متوسط رواناب بهدست آمده از این روش از دقت بالاتری برخوردار است.
افشاری آزاد و پورکی [1]، در مطالعه خود رواناب سطحی شهر رشت را با استفاده از روش SCS برآورد کردند. و با مقایسه درصد گروه های هیدرولوژیکی خاک و حجم رواناب زیر حوضه ها مشخص کردند زیرحوضه هایی که درصد مساحت غیرقابل نفوذ را دارا هستند حجم سیلاب بیشتر می باشد.
ملکانی و همکاران [14]، در مطالعهای موردی اثرات توسعه شهر تبریز بر سیلاب شهری را با استفاده از تکنیک سنجش از دور مورد بررسی قرار دادند، و بیان داشتند با توسعهی شهر تبریز، دبی پیک به اندازه 201 مترمکعب در ثانیه افزایش یافته است. وینگ22] 1 و [23، در مطالعه خود به مدل سازی اثرات توسعهی شهری بر رواناب سطحی در ژجیانگ 2 چین، با ادغام تکنیک سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی پرداخت و و دریافت افزایش فضای شهری طی سال های 1989 تا 1997، رواناب سطحی را 8/1 میلی متر در سال افزایش داده است.
در رواناب و سیلاب شهری در رودخانه کین هویای 1 چین را مورد مطالعه قرارداده، و بیا ن داشتند روند تغییرات حجم سیل و دبی اوج با روند تغییرات سطوح نفوذ ناپذیر یک رابطه خطی دارد. و با گسترش مناطق غیر قابل نفوذ در حوزهی شهری از 3 درصد به 31 درصد رواناب و سیلاب تولید شده از 2/3 درصد به 13/9 درصد افزایش داشته است.
دمس2 و همکاران [18]، در مطالعه موردی خود در حوزه آبریز کلین نت3 در بلژیک، به تهیه نقشه سطوح غیر قابل نفوذ با استفاده از تکنیک سنجش از دور، جهت کاربرد در مدلسازی های هیدرولوژیکی پرداخته اند که این مطالعه نشان میدهد در توسعه شهری با افزایش سطوح غیر قابل نفوذ به میزان 25/4 تا 29/2 درصد، طی 17 سال، رواناب به میزان 9/5 درصد افزایش یافته است، در صورتی که تبخیر و تعرق 1/5 درصد کاهش یافته است. ساتیش کومار4 و همکاران [19]، مدل سازی توسعه شهری و تاثیر آن بر رواناب سطحی در شهر رورکی5هند را مورد بررسی قرار دادند و بیان کردند بین توسعه شهری و دبی اوج سیل و زمان تمرکز حوزه آبخیز مورد بررسی یک رابطه خطی وجود دارد. میلر 6 و همکاران [20]، اثرات توسعه شهری بر رواناب در حوزه آبخیز شهری سویندون 7 انگلستان را بررسی کرده، دریافتند در منطقه مورد مطالعه سطوح غیر قابل نفوذ در سال 1960 از 11 درصد درصد به 44 درصد در سال 2010 رسیده است و بیان داشتند با توسعه شهری مدت زمان وقوع سیل کاهش یافته است.
با توجه به مطالعات پیشین و اهمیت پدیده توسعه فیزیکی شهر و افزایش سطوح نفوذ ناپذیر بر روابط بارش رواناب، بررسی رواناب شهری با توجه به روند توسعه شهری با استفاده از یک ابزار کارآمد همچون سنجش از دور در کنار مدلهای هیدرولوژیکی، بسیار حائز اهمیت است. شهر اسدآباد نیز به دلیل افزایش سطوح نفوذناپذیر در پی گسترش شهر از این قاعده مستثنی نیست موقعیت شهر به گونهای است که در سه حوزه آبخیز گسترده شده است، و همین شکل از گسترش، همچنین فقدان چنین مطالعه ای، ضرورت مطالعه ی رواناب شهری و تاثیر توسعه شهری بر رواناب تولیدی در این منطقه را دو چندان می کند.مطالعهی حاضر سعی در بررسی توسعه فیزیکی شهر اسدآباد در سالهای 1992، 2002، 2014 و اثر گذاری آن بر روابط بارش رواناب دارد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه
شهرستان اسدآباد در گسترهای به مساحت 1195 کیلومتر مربع ، 6/1 درصد از وسعت استان همدان را تشکیل میدهد و بین مدار 34 درجه و 37 دقیقه تا 34 درجه و 50 دقیقه عرض شمالی و 47 درجه و 9 دقیقه تا 47 درجه و 51 دقیقه طول شرقی نصف النهار گرینویچ قرار گرفته است. ارتفاع متوسط آن ازسطح دریا 1607متر است. میزان بارندگی سالیانه بین 350 تا 500 میلی متر در نوسان است . اقلیم منطقه بهطور کلی جز مناطق استپی سرد است ولی نسبت به همدان و اطراف آن تا اندازه ای گرمتر است
