بخشی از مقاله
.1مقدمه
آب گرفتگی در مناطق شهری در اثر رگبارهای شدید مشکلات فراوانی را برای کل شهرهای جهان به وجود آورده است. تخمین عمق و پهنه های آب گرفتگی در دوره بازگشت های مختلف می تواند اطلاعات مناسبی برای وقوع و کاهش خطرات سیل آب گرفتگی برای مدیریت مناطق شهری فراهم نماید. بنابراین شبیه سازی صحیح فرایندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی شهری و پیش بینی احتمال خطر سیلاب شهری برای بهبود طراحی زهکشی و اجرای فعالیت های کمک رسانی سریع امری مهم و ضروری است.
از طرف دیگر وضعیت ظاهری پیچیده مناطق شهری، فقدان داده های هیدرولوژیکی دقیق، نیاز به نقشه های با قدرت تفکیک بالا و نبود نقشه های شبکه زهکشی مناسب، شبیه سازی فرایندهای آب گرفتگی شهری را مشکل کرده است. لذا استفاده از روش هایی که با صرف وقت و هزینه کمتر و عدم نیاز به اطلاعات ورودی زیاد بتوان به نتایج قابل قبولی دست یافت ضروری است - رستمی خلج، . - 1390 سیل زدگی شهرها دو نوع متفاوت است. در نوع اول رودخانه ها یا زهکش اصلی طغیان کرده، لبریز شده و اراضی مجاور را غرقاب می کند. نوع دوم بر اثر لبریز شدن شبکه جمع آوری و دفع آبهای سطحی ، هنگام رگبارهای شدید رخ می دهد .
علت بروز این وضعیت، کمبود ظرفیت شبکه دفع حداکثر آبدهی لحظه ای سیلاب است که اغلب موارد انسداد و گرفتگی دهانه های ورودی مجاوی سیلابرو آن را تشدید می نماید - آشوری و همکاران، - 1388، اگر سیل زدگی شهرها از نوع دوم باشد، کاهش اثرات آن معمولآ با طراحی صحیح و تآمین ظرفیت کافی شبکه های جمع آوری و دفع آبهای سطحی قابل تحقق است. البته طراحی صحیح با توجه به تعدد و پیچدگیها عوامل موثر در تعیین میزان سیلابها، لزوم بررسی تاثیر تغییر و تحولات سریع حوزهی آبخیز و نیاز به ارزیابی و کنترل بخصوص برای حوزه های بزرگ و شبکه های مرکب و پیچیده، نیازمند شبیه سازی و استفاده از مدل های ریاضی خواهد بود.
در اینجا حوزه ها با توجه به نقش قابل ملاحظه ذخیره موقت ، استفاده از روشهای ساده برآورد سیلاب مجاز نیست و باید از تکنیک هایی استفاده شود که هیدرو گراف سیلاب را محاسبه وروندیابی می نماید - بخشی و همکاران، - 1385، با استفاده از مدلها دقت محاسبات و طراحی افزایش یافته و تسریع می گردد، عواملی که ممکن است بصورت تقریبی در نظر گرفته شده یا حذف شده اند از آنجاییکه بحث آبگرفتگی و رواناب سطحی در سطح خیابان ها و معابر عمومی وخسارتهای ناشی از آن در دهه اخیر یکی از مشکلات اساسی شهر اهواز محسوب میشود. لذا شایسته است که به این معضل اهمیت خاصی داده شود. مدل SWMMدر موارد زیادی به کار برده شده که در این جا به برخی از آنها اشاره می شود.
- خالقی و همکاران، - 1389 عملکرد مدل SWMM را در شبیهسازی هیدروگراف جریان رودخانه خشک شیراز مورد ارزیابی قرار داد - رودخانه خشک شیراز با تلفیقی از آبخیزهای طبیعی و شهری و مساحت 900/3 کیلومترمربع در جنوب غربی ایران و استان فارس واقع شده است - . در این تحقیق ابتدا مدل مذکور با استفاده از 12 رویداد دبی جریان در ایستگاه اقبالآباد واسنجی شد. پس از اجرای مدل با پارامترهای واسنجیشده، در مرحله اعتبارسنجی10 رویداد دبی جریان ایستگاه نهر اعظم و 4 رویداد ایستگاه چنارسوخته مورد استفاده و تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
مشاهده نمود که نتایج واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWMM، همبستگی مناسبی با دادههای اندازه گیری شده دبی جریان در رودخانه خشک شیراز از خود نشان داده و مقادیر شاخصهای کارایی مدل در حد قابل قبولی بود . رستمی - - 1390، به منظور پهنه بندی خطر سیل آب گرفتگی شهری بخشی از شهرک امام علی - ع - شهر مشهداز مدل های SWMM و HEC-RAS استفاده نمود. برای شبیه سازی رواناب شهری از مدل SWMM استفاده نمود. رواناب شبیه سازی شده در مدل SWMM وارد مدل HEC-RAS شد و با بهکارگیری GIS و برنامه جانبی HEC-GeoRAS نقشه پهنه بندی آب گرفتگی با دوره بازگشت های 2، 5، 10، 25و 50 ساله تهیه گردید.
نتایج ارزیابی مدل SWMM نشان داد انطباق خوبی بین دبی و عمق رواناب شبیه سازی شده و مشاهده ای وجود دارد. مقادیر RMSE بدست آمده نشان داد که می توان از این مدل برای پهنه بندی سیلاب درمنطقه مورد مطالعه استفاده نمود و نتایج قابل قبولی بدست آمد. 1978 - ، - Selvalingam، با هدف ارزیابی و طراحی سیستم زهکشی جریان سیلابی در آبخیز سنگاپور از مدلهای روندیابی RORBو SWMM برای شبیه سازی سیلاب استفاده استفاده نمودند.
نتایج شبیه سازی نشان داد که هر دو مدل کارایی خوبی درشبیه سازی سیستم شبکه زهکشی منطقه مورد مطالعه دارند، هرچند مدل SWMM با خطای کمتری رواناب تولیدی را برآورده است. هسو و همکاران - 2000 - ، جریان سیلابی فاضلاب بازگشت 100 ساله با استفاده از مدل SWMM تجزیه و تحلیل قرار دارند. نتایج نشان داد، مدل SWMM برای تجزیه و تحلیل سیلاب شبکه های فاضلاب مناسب است.
همچنین می تواند برای تهیه پتانسیل سیل خیزی و اقدامات کاهش سیل به عنوان بخشی از سیستم های تصمیم گیری کنترل سیل قرارگیرند. - Scotta, L . 2006 - ، مدل SWMM را برای طراحی سستم فاضلاب بهداشتی - زیر زمینی - بکار بسته است.وی اظهار می دارد با اینکه گمان می رود SWMM منحصرآ ابزاری برای تحلیل سستم فاضلاب سطحی باشد اما در کار خود نشان داد که می توان از آن برا تحلیل و طراحی فاضلاب زیر زمینی نیز استفاده کرد.
وی همچنین نشان داد که پارامترهای مدل SWMM چگونه می تواند برای به کار بستن نفوذ و جریانات درونی به خوبی جریان های فاضلاب سطحی تنظیم شود. - Liong SY, 1991 - ، در تحقیقی ابتدا اقدام به بررسی کاربردی بودن مدل SWMM در سه حوزه آبخیز طبیعی در کشور کره جنوبی نمودند، که نتایج حکایت از آن داشت، که مدل SWMM به همان میزان که در حوزههای شهری کاربرد دارد در حوزههای آبخیز طبیعی، نیز قابل استفاده میباشد.
سپس ضمن مقایسه روشهای مرسوم هیدروگراف مصنوعی SCS - و - Clark و مدل هیدرولوژیکی SWMM در ارزیابی سیلاب برای شرایط قبل و بعد از توسعه شهری، در چهار منطقه در کشور کره جنوبی به این نتیجه رسیدند که استفاده از مدل SWMM برای بررسی شرایط قبل و بعد از توسعه بهترین نتیجه را ارائه مینماید و اثرات شهرسازی بر روی رواناب تولیدی را بهخوبی نشان میدهد. - Park, 2008 - ، با هدف بررسی اثر تقسیم بندی حوزه آبخیز و تفکیک مکانی شبکه زهکشی فاضلاب در کره جنوبی اقدام به شبیه سازی هیدروگراف جریان و حجم بارهای آلاینده با استفاده از مدل SWMM نمودند.
