بخشی از مقاله
چکیده
تاکنون روشهای بسیاری جهت کاهش آثار و پیامدهای خطرات سیلاب و در یک جمله، مدیریت سیلاب ارائه شده است که از آن جمله روش غیر سازهای پهنهبندی سیلاب است که از طریق تحلیل هیدرولیکی و معمولاً به کمک یک مدل هیدرولیکی انجام میپذیرد. مطالعه موردی بازهای از رودخانه زرینگل به طول 24210 متر در استان گلستان، شهرستان علی آباد کتول میباشد. استان گلستان رتبه نخست سیل خیزی و بیشترین میزان خسارات ناشی از سیل در کشور را دارا است. مطالعات انجام شده به خوبی نشان داد که تلفیق مدل هیدرولیکی HEC-RAS و سیستم سامانه اطلاعات جغرافیایی GIS ابزاری کارا جهت تحلیل مناطق سیل گیر در اختیار قرار میدهند.
مقدمه
آب به عنوان منبع حیات برای انسان و سایر موجودات می باشد، اما این منبع حیات بعضاًً باعث نابودی و وارد شدن خسارات جبران ناپذیری می شود. تا کنون روش های بسیاری جهت کاهش آثار و پیامدهای خطرات سیلاب و در یک جمله، مدیریت سیلاب ارائه شده است. یکی از این روش ها روش غیر سازه ای پهنه بندی سیلاب است که از طریق تحلیل هیدرولیکی و معمولاً به کمک یک مدل هیدرولیکی انجام می پذیرد. مدل های هیدرولیکی این توانایی را دارند که پروفیل سطح آب را در هر مقطع که مدنظر کاربر باشد، ترسیم نمایند.
خسارات سیل به عنوان یک معضل طبیعی، زمانی می تواند به حداقل ممکن برسد که قبل از وقوع آن، اقدامات اساسی و برنامه ریزی شده برای پیشگیری از تشدید وقوع و کنترل آن به عمل آید؛ بنابراین اولین قدم جهت مدیریت بهینه و تدوین استراتژی های مقابله با این خطر طبیعی و کاهش خسارات ناشی از آن، تشخیص مناطق حساس و تهیه نقشه خطر سیل می باشد. شناخت رفتاری رودخانه و اقدامات مهندسی بجا، همواره دغدغه مهندسین درگیر در این رشته بوده است و همواره به ابزاری جهت شبیه سازی پدیده مورد نظر در رودخانه نیازمند بوده اند. در صورت عدم وجود و به کارگیری چنین ابزاری قضاوتهای مهندسی غالباً باعث می شود که طرح با محافظه کاری بیشتر، خطای بیشتر و بعضاً غیر فنی به اجرا در آید.
وجود چنین مواردی مهندسین آب را بر آن داشته است که با اتکا بر ابزار مدرنی چون مدلهای ریاضی و سیستمهای اطلاعات جغرافیایی - GIS - چاره ای نو جهت کنترل و مدیریت این پدیده طبیعی بیندیشند. شناخت این پدیده و تعیین پهنه های سیل خیز با توجه به قابلیتهای سیستم اطلاعات جغرافیایی در زمینه تحلیل داده های مکانی و امکان پذیری مدل سازی، از جمله مواردی است که تعیین پهنه های سیل را با دقت بیشتر فراهم می کند. از سوی دیگر بر همگان روشن است که کنترل کامل سیل اگر چه مطلوب است اما امری غیرممکن می باشد و فقط با تمهیداتی می توان خسارات ناشی از جاری شدن آن را به حداقل رساند.[1]
یکی از مواردی که باعث افزایش خسارات ناشی از سیل می گردد، استفاده از مناطق سیلاب دشت یا به عبارتی اراضی مجاور رودخانه ها به دلیل شرایط مناسب می باشد، به طوری که بیشترین فعالیت اقتصادی و اجتماعی در این مناطق صورت می گیرد، لذا پهنه بندی سیلاب و مشخص کردن محدوده ی سیلاب گیر به عنوان یکی از روش های مدیریتی مواجه با سیلاب در این مناطق کاملاً ضروری به نظر می رسد؛ بنابراین حفاظت از رودخانه ها به عنوان سرمایه ای ملی و یکی از منابع آبی کشور در زمینه های کشاورزی، اقتصادی، صنعتی، بهداشتی و شرب اجتناب ناپذیر است.
در سالهای اخیر استفاده از مدل HEC-RAS به همراه نرم افزارهای GIS عنوان راه حلی برای پهنه بندی سیلاب پیشنهاد شده است.
آزاگرا و همکارانش - 1999 - ، در عملیات پهنه بندی سیلاب روی حوزه آبریز رودخانه وادر شهر آستین ایالات تگزاس امریکا، از مدل هیدرولیکی HEC-RAS به همراه عکس های هوایی جهت تهیه و پردازش نقشه های پهنه بندی سیل سود جسته اند.[6] جانسون و همکارانش - 1999 - ، مدل HEC-RAS را برای پیش بینی و تعیین حد اراضی مطلوب در طول 10 کیلومتر از رودخانه ویومینگ-گری یول در آمریکا به کار بردند.
[8] از دیگر کارهایی که در این زمینه انجام گرفته است می توان به کارهای تیت - 1998 - ، اسلام و کیمی - 2000 - و استفانسون - 2002 - ، اشاره کرد10]و7و.[9 هدف اصلی این مطالعه مشخص نمودن مناطق دارای خطر سیل گرفتگی در محدوده ی شهرستان علی آبادکتول و بررسی میزان اراضی دارای ارزش اقتصادی که در دوره بازگشت های مختلف تحت تأثیر سیل واقع می شوند، و همچنین ایجاد و توسعه مبنایی، جهت بررسی آسیب پذیری و آنالیز ریسک در آینده می باشد.
مواد و روش ها
منطق مورد مطالعه
منطقه ی مورد مطالعه، قسمتی از دشت سیلابی رودخانه ی زرینگل می باشد. حوزه ی آبخیز زرینگل با مساحت 342/82 کیلومتر مربع در استان گلستان و در طول شرقی 54 57 10 و عرض شمالی 36 52 20 واقع شده و شامل مناطق کوهستانی است که بخشی از کوههای البرز شمالی را شامل می گردد. از 100 درصد اراضی حوزه، 91/4 درصد را اراضی جنگلی، 2/ 8 درصد اراضی مرتعی و 5/8 درصد را اراضی زراعی، آبادی و غیره تشکیل می دهند. این منطقه از نظر تقسیمات ساختمانی ایران جزئی از ناحیه گرگان - رشت می باشد که به علت ویژگیهای خاص خود با سایر پهنه های زمین شناختی مانند ایران مرکزی، زاگرس و... تفاوت دارد. پهنه های زمین شناختی مانند ایران مرکزی، زاگرس و... تفاوت دارد. شکل - 1 - نقشه ی شبکه ی هیدروگرافی حوزه آبخیز رودخانه زرینگل را نمایش می دهد.
شبکه نامنظم مثلثی
تهیه ی مدل شبکه نامنظم مثلثی TIN - یا - Triangulated Irregular Network در محیط ArcView انجام می شود. در این مدل عوارض سطح زمین به صورت مجمو عه ای از سطوح مثلث به هم پیوسته نمایش داده می شود. هر چه نقشه مورد استفاده از مقیاس بهتری برخوردار باشد، لایه ی TIN تهیه شده به واقعیت نزدیک تر خواهد بود. شکل - 2 - ، TIN تهیه شده از محدوده ی مورد مطالعه را نشان می دهد.
