بخشی از مقاله
چکیده:
حوضههای آبریز جزء واحدهای هیدرولوژیکی هر ناحیه جغرافیایی میباشند که برای شناخت و بررسی هیدرولوژیکی هر محدوده جغرافیایی، باید به مطالعه و بررسی حوضههای آبریز آن محدوده پرداخت. امروزه یکی از راهکارهای مفید برای مدیریت دادههای مکانی و هیدرولوژیکی، استفاده از نرمافزار سیستم اطلاعات جغرافیایی1 میباشد که در این میان هیدرولوژیستها با کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی به اطلاعات ذیقیمتی در مورد حوضههای آبخیز دست پیداکردهاند که درگذشته برداشت این اطلاعات یا ناممکن بوده و یا با خطا همراه بوده است.
ابزار آرکهیدرو بهعنوان الحاقیهای به نرمافزار سیستم اطلاعات جغرافیایی با دقت و سرعت باورنکردنی به این امر کمک شایانی نموده است در این پژوهش به بررسی خصوصیات فیزیکی حوضه رودخانه بنرود با استفاده از ابزار آرکهیدرو پرداختهشده است. با امکان استفاده از مدل آرکهیدرو علاوه بر دستیابی به اطلاعات دقیق در مورد حوضههای آبخیز، صرفهجویی در وقت و زمان بهطور چشمگیری اتفاق میافتد.
مقدمه:
واحدهای مطالعاتی و اجرایی درزمینه هیدرولوژی و مهندسی منابع آب، حوضههای آبریز میباشند. امروزه در مطالعات کشاورزی و منابع طبیعی و آمایش سرزمین نیز، از حوضههای آبریز بهعنوان واحدهای برنامهریزی استفاده میگردد - مهدوی،. - 1384 تجربه نشان داده است که ارتباط بین مقدار سیل و حوضهی آبخیز نتیجهی برهمکنش تعداد زیادی از روندهای فیزیکی است که ایجاد و انتقال سیل را کنترل میکنند
ازآنجاکه در یک آبخیز عوامل و عناصر متعدد و متنوعی - عوامل طبیعی و انسانی و غیره - دخیل هستند، مدیریت این عوامل نیازمند برنامهریز است. پیشنیاز هر نوع برنامهریزی، کسب اطلاعات لازم و شناخت دقیق عناصر مؤثر و آگاهی از واکنشهای آنان نسبت به سایر عوامل و نیز ارتباط درونی و نظامدار هر یک از این عوامل با یکدیگر است
و با توجه به اینکه همواره استخراج سیمای آبخیز توسط پیمایش صحرایی کاری است که علاوه بر صرف وقت فراوان، ازنظر کارشناسان مختلفکاملاً یکسان نیست و تا حد زیادی بهدقت کارشناس بستگی دارد. امروزه نرمافزارهای کامپیوتری تا حد زیادی این مشکل را حل کردهاند و در مسائل منابع طبیعی به یاری کارشناسان شتافتهاند به صورتی که کارشناسان با دقت زیاید قادر به محاسبه خصوصیات یک حوضه آّبخیز خواهند بود.
یکی از نرمافزارهای که با قدرت و دقت خود همواره به کمک اهالی علم و فن به خصوص هیدرولوژیستها آمده نرمافزار سیستم اطلاعات جغرافیایی بوده است بهطوریکه مراحل انجام پروژه های مطالعاتی، علی الخصوص در زمینه مهندسی آب و منابع طبیعی ازنظر زمانی کوتاهتر شده و در مجموع کیفیت و دقت مطالعات نیز افزوده شده است و الحاقیه آن به نام آرک هیدرو از خود نرمافزار پیشی گرفته و با سرعت و دقت باورنکردنی بر توانایی سیستم اطلاعات جغرافیایی افزوده است.
اکستنشن آرک هیدرو برای ذخیره سازی مناسب داده های سیستم اطلاعات جغرافیایی و آماده سازی و انتقال داده های حاصل ا ز آن در مدل سازی طراحی شده است
برای استفاده از این الحاقیه به یک مدل ارتفاعی رقومی - DEM - برای مراحل پیش پردازش شبیهسازی هیدرولوژیکی نیاز میباشد - زانگ و همکاران،. - 2010 مجموعه داده های حاصل از آرک هیدرو که از داده های زمین مرجع ایجاد شده است، امکان مدل سازی منطقه ای هیدرولوژیکی را فراهم می سازند
در این تحقیق به برآورد خصوصیات فیزیکی حوضه آبریز بنرود به کمک مدل آرک هیدرو که به صورت جعبه ابزار در محیط نرمافزار سیستم اطلاعات جغرافیایی نصب میشود پرداخته میشود حوضه بن رود یکی از زیر حوضههای مستقل دریاچه نمک میباشد که در تغذیه این سفره آبی و سفرهای زیر زمینی وابسته به آن نقش اساسی اجرا میکند و شناخت عوامل فیزیزگرافی حوضه آن یکی از عوامل اساسی و مهم د ربرنامه ریزی برای کنترل و مهار سیلاب میباشد.
پیشینه تحقیق:
زارع و همکاران به برآورد ویژگیهای فیزیکی حوضههای آبریز خانقاه با استفاده از اکستنشن آرکهیدرو پرداختهاند و به این امر دستیافتهاند که زمان محاسبه پارامترها در مدل آرک هیدرو نسبت به روش استفاده از نقشههای توپوگرافی بسیار کاهشیافته و به اطلاعات کمتری برای برآورد خصوصیات فیزیکی نیاز داریم
انصاری و همکاران به ترسیم خودکار حوضه آبریز رود زرد با مدل دادهای آرک هیدرووپرداختهاند و به این نتیجه دستیافتهاند که این مدل به خوبی قادر به ساماندهی اطلاعات در بخشهای مختلف مرتبط با منابع آب سطحی بوده و بستری مناسب و جامع جهت انجام تحلیلهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی میباشد
تشیع و همکاران به طراحی شبکهی سنسورها برای هشدار سیلاب با استفاده از شبیه سار Visual Sense براساس مدل داده ای آرک هیدرو پرداختهاند و به این مهم دستیافتهاند که استفاده از مدل دادهای آرک هیدرووبرای مکانیابی سنسورها در یک شبکهی سنسور باعث افزایش کارایی شبکه بهعنوان یک سیستم هشدار سیلاب میشود
مواد و روشها:
در این پژوهش ابتدا بعد از تهیه مرز حوضه موردنظر، از طریق نرمافزار سیستم اطلاعات جغرافیایی از روی 30DEM متر ایران، نقشه DEM حوضه بنرود برش داده شد و سپس از طریق اکستنشن آرک هیدرو نقشهها و داده های موردنظر حوضه تهیه گردید و جداول و نمودارها در محیط نرمافزار Excel تهیهشده است.
منطقه موردمطالعه:
حوضه آبریز رودخانه بن رود ازنظر تقسیمات کشوری جزء استان اصفهان بوده و در منطقه قمصر واقع در 30 کیلومتری جنوب کاشان هست. این محدوده مطالعاتی در مختصات جغرافیایی بین طولهای 51 18' تا 51 28' شرقی و عرضهای 33 38' تا 33 50' شمالی قرارگرفته است و طول رودخانه بن رود تا محدوده ورودی به دشت کاشان 95 کیلومتر و وسعت حوضه آبریز آن حدود 500 کیلومترمربع میباشد.
این حوضه ازلحاظ تقسیمات حوضههای آبریز کشور نیز جزء یکی از زیر حوضههای مستقل از حوضه دریاچه نمک به شمار میآید. رودخانه بن رود که به نامهای آب لتحر، گازرگاه و قمصر نامیده میشود، از دامنه خاوری کوههای مرتفع کرکس کاشان سرچشمه میگیرد و در جهت شمال جریان مییابد، از روستاهای قزاآن، بن رود و چند روستای دیگر عبور مینماید و وارد قمصر میگردد، از میان این شهر و روستاهای فرفهان در پاییندست نیز گذشته و سپس وارد شهر کاشان میشود سپس از سمت خاوری این شهر عبور نموده و شاخههای کوچکی را از اطراف دریافت مینماید، در این محدوده رودخانه بنام گازرگاه نامیده میشود سپس وارد منطقه آران و بیدگل شده و با رودخانه سوگچم تلاقی می-نماید و در نهایت به دریاچه نمک میریزد
محدوده مطالعاتی در این پژوهش شامل 27 کیلومتر ابتدایی رودخانه بنرود یعنی از سرچشمه آن تا سد قمصر میباشد که در مختصات جغرافیایی بین طولهای 19' 51 تا 51 27' شرقی و عرضهای 33 38' تا 33 48' شمالی قرارگرفته است
