بخشی از مقاله
چکیده
در تحقیق حاضر به ارائه الگویی در بحث بهینه سازی عملیات کنترل سیلاب و شناسایی مناطق مستعد رسوب و فرسایش پرداخته شده، لذا ضمن بکارگیری مشخصات فیزیکی و هیدرولوژیکی حوزه، با استفاده از مفهوم نمودار مساحت-زمان، رفتار حوزه ارزیابی شده و از آنجا که تاثیر متقابل توزیع مکانی زیر حوزه ها نقش مهمی در شکل گیری سیلاب خروجی دارد، تاثیر هر سطح هم پیمایش روی دبی اوج هیدروگراف سیل بررسی شده، نتیجتا با تمرکز بر اساس اولویتها و مناطق تعیین شده، ضمن دسترسی به اهداف تحقیق، کاهش قابل توجهی در هزینه های اجرائی و خسارات احتمالی پیش بینی می گردد.
مقدمه
آمار و اطلاعات موجود از سیل در طی سالهای اخیر حاکی از روند افزایشی وقوع این پدیده میباشد به طوری که همه ساله در قانون بودجه کشور اعتبارات قابل توجهی به منظور بازسازی مناطق سیل زده و کمک به آسیب دیدگان حاصل از آن پیش بینی میگردد، به همین منظور مشکلات موجود در ارتباط با سیل و اهمیت مبارزه و مهار آن، لزوم ارائه روشهای کاربردی را ضروری می سازد.
یکی از مسائل مهم و اساسی در مدیریت حوزههای آبریز و مطالعات کنترل سیل که از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد درک اثرات متفاوتی است که انجام عملیات اصلاحی از قبیل سدهای کوتاه و تأخیری ، احداث گابیون ، سکو، بانکت و سایر اقدامات مکانیکی و بیولوژیکی روی پاسخ حوزه نسبت به بارش میگذارد. توسعه مناطق شهری ،بهرهبرداری غیر اصولی از اراضی و اجرای هرگونه عملیات در سطح حوزه با ایجاد تغییراتی در ضریب زبری ، زمان تمرکز ، پوشش گیاهی و در نتیجه تغییر نفوذ پذیری خاک موجب، بروز شرایط ناهنجار در تولید رواناب و نهایتاً دبی اوج هیدروگراف سیل حوزههای آبریز میگردد
نتایج تحقیقات انجام شده نشان میدهد موضوعات مرتبط با این تحقیق عمدتاً در زمینه تأثیر تغییرات کاربری اراضی روی بروز سیلاب و تغییر رفتار حوزههای آبریز صورت گرفته است. در حوزههای شهری نیز ارتباط تأثیر افزایش سطوح نفوذ ناپذیر در سطح حوزه ، مانند توسعه مناطق شهری روی شکل گیری سیلاب خروجی با به کارگیری مدل ریاضی توسط غفوری مورد بررسی قرار گرفت، نتایج حاصل نشان میدهد که توسعه مناطق مزبور تأثیر مستقیمی روی دبی اوج سیلاب دارد. جونز2 ضمن بررسی عواملی که منجر به تولید سیل میشود . فعالیتهای انسانی را در درون حوزه روی بزرگی و تعداد وقوع سیلابها تأثیر گذار دانسته است
خسروشاهی - 1 - تأثیر سیل خیزی زیر حوزهها را از طریق مدل ریاضی در حوزه آبریز دماوند مورد بررسی قرارداد و زیر حوزهای را که بیشترین تأثیر را در خروجی داشته، معرفی نموده است. درتحقیق دیگری قائمی و همکاران - 4 - ضمن معرفی شش عامل تأثیر گذار بر وقوع سیلاب شامل عمق بارندگی ، زمان بارش ، عمق برف ، جنس زمین ، پوشش گیاهی ، شیب و شکل حوزه و ارزش گذاری کمی آنها بر طبق نظر کارشناسی، شدت سیل خیزی زیر حوزههای کرخه را تعیین نمودند، مقایسه عددی شدت سیل خیزی زیر حوزههای مزبور بدون در نظر گرفتن تأثیر روند رودخانه بر روی کاهش دبی اوج سیلاب و سایر فرآیندهای مؤثر در رفتار حوزه ،صحت تأثیر زیر حوزه ها را با اوزان تعیین شده و به همان نسبت در خروجی حوزه مورد تردید قرار میدهد.
در همین ارتباط رضائی کلج - 3 - شدت سیل خیزی حوزه های کن را مورد بررسی قرارداده است و نشان داد نظر به اینکه هیدروگراف سیلاب آخرین محصول توزیع زمانی و مکانی بارندگی ، تبخیر و تعرق مشخصات فیزیکی و شرایط رطوبتی خاک میباشد، به همین منظور تجزیه و تحلیل هیدروگراف سیل اطلاعات بسیار با ارزشی را در ارتباط با تأثیر متقابل مؤلفههای موجود ونحوه پاسخ حوزه به بارش ارائه مینماید.
تحقیقات انجام شده توسط کلارک - 5 - 1 و میدمنت - 10 - 2 و لارنسون - 9 - 3 و دانکر - 6 - 4 و دیگران در ارتباط با استفاده از روش مساحت-زمان بیانگر اهمیت تأثیر توزیع مکانی زیر حوزههای واقع در سطوح مختلف حوزه روی شکل گیری هیدروگراف سیل میباشد . یکی از مباحث اصلی در فرآیند رواناب سطحی ، بحث در مورد مناطق منشا متغیر رواناب میباشد که به بررسی مناطقی یا بیشترین تولید رواناب میپردازد، مفهوم مناطق منشأ که توسط هیولت5 و تروندل6 ارائه شده است، مکانیسمهای تولید رواناب حاصل از سطوح مشخصی از حوزههای آبریز را بدون در نظر گرفتن تأثیر تجمعی زیر حوزههای واقع در هر سطح هم پیمایش در خروجی و بر دبی اوج سیلاب توصیف میکند
این تحقیق با هدف ارائه روشی در جهت کنترل و کاهش خطرات سیل ، ضمن بررسی توان تولید رواناب زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه نقش آن ها را در دبی اوج هیدروگراف سیلاب و متعاقبا پتاتسیل فرسایش پذیری و رسوب گذاری مورد ارزیابی قرار داده است.
بر این اساس با استفاده از مدل های هیدرولوژیکی و روش ارائه شده در این تحقیق ، تأثیر عملیات اصلاحی روی کاهش دبی اوج ارزیابی شده است، با انجام این عمل، امکان دسترسی و شناسائی سطوح مؤثر و مکان یابی مناطقی از حوزه که بیشترین نقش را در دبی اوج سیل ایفا مینمایند، از طریق انتخاب بهترین گزینه براساس اولویتهای تعیین شده وجود خواهد داشت. مهمترین نقش به کارگیری این روش در کاهش هزینههای اجرائی پروژههای مهار سیلاب و دسترسی مطلوب به اهداف طرح خواهد بود که از طریق تمرکز عملیات اصلاحی در مکان های شناسائی شده به عنوان مناطق مؤثر حاصل خواهد گردید .
مواد و روشها
به منظور مطالعه رفتار حوزه آبریز مورد مطالعه، فراهم نمودن اطلاعات شامل مشخصات فیزیکی ، داده های بارش ، رواناب ، انتخاب مدل ، تهیه نقشه شماره منحنی و نقشه هم پیمایش جریان ضروری است.
روش تحقیق جهت دسترسی به اهداف طرح شامل مراحل زیر میباشد:
- تقسیم بندی حوزه و ارائه مشخصات فیزیکی آن ها
- به کارگیری تئوری کلارک و تهیه نقشه سطوح هم پیمایش حوزه
- تعیین توزیع مکانی زیر حوزهها در هر سطح هم پیمایش
- به کارگیری مدلهیدرولوژیکی به منظور شبیه سازی رفتار حوزه و روند یابی رواناب
- شبیه سازی سیلاب حوزه و روند یابی رواناب در تکرارهای مختلف با حذف تأثیر زیر حوزههای واقع در هر سطح هم پیمایش
- مقایسه نتایج و تجزیه و تحلیل دادهها
منطقه مورد مطالعه
حوزه آبریز رودخانه بهجت آباد با وسعتی معادل 73.88 کیلومتر مربع، در دامنه جنوبی رشته کوه البرز، محدوده شهرستان آبیک از استان قزوین قرار دارد. رودخانه بهجت آباد از به هم پیوستن شاخه طیخور و جمال آباد که از ارتفاعات شمالی و شرقی این دو آبادی سرچشمه می گیرند، تشکیل شده است. پس از مشروب ساختن اراضی این دو روستا به سمت بهجت آباد ادامه مسیر داده و پس از عبور از اتوبان تهران - قزوین وارد دشت شده و پس از عبور از خط راه آهن به سمت جنوب ادامه مسیر می دهد. بازه مطالعاتی این حوزه بین عرض جغرافیایی 36 6' 52" تا 36 14' 40" شمالی و بین طول جغرافیایی 50 30' 57" تا 50 18' 28" شرقی می باشد
شکل - 1 - موقعیت حوزه بهجت آباد در محدوده شهرستان آبیک
استخراج مشخصات فیزیکی حوزه
به منظور فراهم نمودن دادههای لازم برای انجام این تحقیق، با استفاده از نرم افزار ArcGIS ، کلیه مشخصات و نقشههای مورد نیاز شامل مدل رقومی ارتفاعی ، نقشه شیب ، جهت جریان و جریان تجمعی برای تولید نقشه هم پیمایش استخراج گردید . جدول - 1 - مشخصات فیزیکی حوزه مورد مطالعه را نشان میدهد .
جدول - 1 - مشخصات فیزیکی حوزه
