بخشی از مقاله
چکیده
با انتخاب موردی بازه مطالعاتی رودخانه سیوند ابتدا به تحلیل فراوانی سیلاب به کمک نرمافزارهای Hyfran؛ Smada؛ Easyfitt پرداخته شد و حداکثر دبی سیلاب و هیدروگراف مصنوعی سیلاب با دوره بازگشت 2 تا 200 سال در 4 ایستگاه هیدرومتری تنگبلاغی، دشتبال، چمریز و پلخان برآورد گردید و سپس با انتخاب ایستگاه هیدرومتری تنگبلاغی به عنوان ایستگاه معرف و انتخاب بازه مطالعاتی تنگبلاغی تا دشتبال در رود سیوند و استخراج هیدروگراف مصنوعی با دوره بازگشت 200 سال در ایستگاه تنگبلاغی به عملیات روندیابی و پهنهبندی هیدرولیکی سیلاب توسط مدل کامپیوتری MIKE11 اهتمام ورزیده شده و اقدام به تعیین مشخصات هیدرولیکی جریان نظیر تغییرات عمق، سرعت، تنش برشی، حجم سیلاب و .... توسط مدل عددی موج دینامیکی MIKE11 در بازه مطالعاتی رودخانه سیوند گردید.
با این مهم تمامی خصوصیات هیدرولیکی جریان حداکثر در بازه مطالعاتی قابل پیشبینی خواهد بود. از این اطلاعات جهت احداث هر گونه سازههیدرولیکی در تماس با آب نظیر ساخت سد و بندها، تونلهای انحراف آب، پلها روگذر از رودخانهها و .... بهره جست. در مطالعات روندیابی سیلاب مشخص شد که حداکثر سطح ناشی از سیل در ابتدای بازه مطالعاتی به مقدار 13141/375 مترمربع و به عرض سیلاب 110/062 متر رخ داده است، همچنین حداکثر سطح سیلابگیر ناشی از این رخداد مشخص سیلاب در انتهای بازه مطالعاتی رودخانه سیوند - کیلومتر - 35/947 به مقدار 6459/216 مترمربع و به عرض سیلابگیر 95/304 متر روی داده است.
.1 مقدمه
همهساله طغیان رودخانهها و جاری شدن سیل در ایران و بسیاری از کشورهای جهان، خسارات جانی و مالی فراوانی به بار میآورد. سیل یک پدیده طبیعی است که در هنگام بروز، مانند هر بلای طبیعی دیگری دارای آثار تخریبی غیرقابل اجتناب است.[1] پدیدهی سیل علیرغم همهی پیچیدگیهایش قابل بررسی و مطالعه بوده و میتوان در جهت مهار و کاهش خسارات آن و حتی بهرهبرداری اقتصادی از سیل راهحلهای مناسبی را جستجو کرد.
از جمله طرحهایی که جهت پیشگیری و کاهش خسارات سیل میبایست مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد، مطالعه و اجرای طرحهای پیشبینی و مهار سیل است.[2] فعالیتهای مهندسی از قبیل طراحی سازههای هیدرولیکی، مدیریت منابع آب و سیل بندها همه به برآورد مناسبی از مشخصههای سیلابها نیازمند است.[3] این برآورد باید تا حد امکان دقیق باشد، زیرا برآورد اضافی باعث افزایش هزینه و برآورد کمتر باعث بروز خسارت و تلفات حاصل از سیلاب میگردد. محققان زیادی جهت شناخت مدلهای بهینه توزیعهای فراوانی و توسعه آنها گام برداشتهاند.
از آن جمله میتوان به تلاشهای خالقی و طهماسبی پور، که به انتخاب مناسب ترین توزیع آماری در تحلیل و برآورد فراوانی سیل با دوره بازگشت های مختلف - مطالعه موردی: تعدادی از ایستگاه های حوزه آبخیز کشکان - پرداختند اشاره نمود.[4] قاسمی نصر و طباطبایی، به تحلیل فراوانی سیلابهای حداکثر سالانه رودخانه با استفاده از روشهای تئوریک وتجربی پرداختند.[5] گودرزی و همکاران، به تاثیر بهینهسازی ضرائب ماسکینگام بر نتایج روندیابی سیل پرداختند.[6]
اصول طراحی و استفاده از روشهای کنترل سیلاب تثبیت آبراههها و بستر رودخانه، خود به تعیین دبی اوج سیل در دوره بازگشتهای مختلف، نیازمند است. در این تحقیق با انتخاب موردی بازه مطالعاتی رودخانه سیوند ابتدا به تحلیل فراوانی سیلاب به کمک نرمافزارهای Hyfran؛ Smada؛ Easyfit پرداخته شده و حداکثر دبی سیلاب و هیدروگراف مصنوعی سیلاب با دوره بازگشت 2 تا 200 سال در 4 ایستگاه هیدرومتری تنگبلاغی، دشتبال، چمریز و پلخان برآورد گردید و سپس با انتخاب ایستگاه هیدرومتری تنگبلاغی به عنوان ایستگاه معرف و انتخاب بازه مطالعاتی تنگبلاغی تا دشتبال در رود سیوند و استخراج هیدروگراف مصنوعی با دوره بازگشت 200 سال در ایستگاه تنگبلاغی به عملیات روندیابی و پهنهبندی هیدرولیکی سیلاب توسط مدل کامپیوتری MIKE11 اهتمام ورزیده شده و اقدام به تعیین مشخصات هیدرولیکی جریان نظیر تغییرات عمق، سرعت، تنش برشی، حجم سیلاب و .... توسط مدل عددی موج دینامیکی MIKE11 در بازه مطالعاتی رودخانه سیوند گردید. با این مهم تمامی خصوصیات هیدرولیکی جریان حداکثر در بازه مطالعاتی قابل پیشبینی خواهد بود.
.2 مطالعه میدانی رودخانه سیوند
رودخانه سیوند در استان فارس واقعشده و حوضهی آبریز آن بین طول شرقی 45′ و 51° تا 03′ و 54° و عرض شمالی 22′ و 29 ° تا 15′ و 31° قرار گرفته است.[7] رودخانه سیوند، از دریاچه کافتر تشکیل میشود و پس پیوستن چندین شاخه فرعی دیگر نهایتا در محل پل خان به رودخانه کر میپیوندد، این رودخانه به صورت دائمی به جریان خود ادامه داده است. شکل زیر محدودهی مورد مطالعه رودخانهی سیوند و کر را در نقشهی ایران نشان میدهد.[7] حوضه آبریز سیوند و کر با مساحت 28234 کیلومترمربع، پرآبترین حوضه آبریز استان فارس محسوب میشود.
مساحت زیر حوضه آبریز سیوند در ایستگاه تنگبلاغی 5074 کیلومترمربع و در ایستگاه دشتبال 6100 کیلومتر مربع میباشد. قرارداد شماره - 5/2556 ع - ج در تاریخ 79/8/23 با موضوع انجام مطالعات تکمیلی هیدرولوژی و زمین شناسی رودخانه کر و سیوند در استان فارس مابین شرکت سهامی سازمان آب منطقهای فارس، بوشهر، کهگیلویه و بویراحمد و شرکت مهندسین مشاور حاسب فارس منغقد گردید.[7] برای تحصیل آمار از منابع متعددی چون سازمان تحقیقات تحقیقات منابع آب - تماب - و امور مطالعات سازمان آب منطقهای فارس استفاده شده است. شایان ذکر است که در بین ایستگاههای موجود آبسنجی ایستگاه دشتبال - سیوند - ، تنگبلاغی - سیوند - و چمریز - کر - درجه یک بوده و مجهز به امکانات لمینوگراف، پا تلفریک و اشل میباشند.[7]
.3 مواد و روشها
به منظور برآورد دبی اوج لحظهای سیلابها از روش مرسوم تحلیل فراوانی1 استفاده شده است.[8] پس از استخراج آمار دبی اوج لحظهای و بررسی شرایط دادهها، در صورت ارضا شدن آزمونهای آماری، با استفاده از روش مرسوم تحلیل فراوانی، بهترین توزیع آماری قابل برازش با دادهها انتخاب شد. بدین ترتیب که ابتدا دادهها به صورت نزولی مرتب شده و احتمال ویبول محاسبه شد. پس از آن به کمک نرمافزار SMADA دبیهای مشاهداتی با توزیعهای مختلف آماری برازش داده و دبیهای حداکثر لحظهای محاسبه گردید. اطلاعات زیر به صورت نمونه نشانگر مقادیر دبیهای مشاهداتی و دبیهای محاسبه شده به وسیلهی توزیعهای مختلف آماری، در ایستگاه هیدرومتری حوزهی آبریز بختگان و رودخانه سیوند، است.
4. آزمون نیکویی برازش
آزمون نیکویی برازش بر روی دبیهای لحظهای محاسبهشده، توسط نرمافزارهای EasyFit و Excel مورد بررسی و تحلیل قرارگرفتهاند. در این پژوهش از آزمونهای مربع کایX2، آزمون کلموگروف و اسمیرنوف و آزمون اندرسون-دارلینگ جهت نیکویی برازش استفاده شده و به عنوان مبنای مطالعات لحاظ گردید. جدول.1 نتایج حاصل از آزمون نیکویی برازش بر روی دو ایستگاههای هیدرومتری تنگ بلاغی و دشتبال در بازه مطالعاتی رودخانه سیوند را به صورت همزمان نشان میدهد. شایان ذکر است که هر توزیع آماری که مقدار عددی کمتری را به خود اختصاص دهد و یا در رنکینگ عدد بالاتری را کسب کند، برازش بهتری نسبت به دیگر توزیعها، در آزمون نیکویی برازش دارد.[3]
