بخشی از مقاله
چکیده
امروزه مدیریت سیلاب و رواناب سطحی در محدوده شهرها از اهمیت زیادي برخوردار است. در این تحقیق کفایت شبکه جمعآوري آبهاي سطحی منطقه طبرستان از زیرحوضههاي شهر ساري براي عبور سیلاب طرح بررسی شد. اطلاعات اقلیم، نقشههاي توپوگرافی، طرح تفصیلی و کاربري اراضی براي شبیه سازي شبکه جمعآوري آبهاي سطحی با استفاده از مدل کامپیوتري SWMM تهیه شد.
شبیهسازي هیدرولوژیکی و هیدرولیکی با وارد کردن خصوصیات فیزیوگرافی، الگو و توزیع زمانی بارش با دوره بازگشت 5 ساله و همچنین مشخصات مجاري آبرو، گرهها، شرایط مرزي و خروجیها در مدل انجام شد. نتایج نشان داد که شبکه موجود توانایی لازم براي عبور دادن سیلاب طراحی را نداشته و این موجب ایجاد اضافهبار و شرایط سیلابی در محل بعضی ازگرهها میشود. براي حل مشکل، ابعاد مناسب براي عبور سیلاب طرح تعیین شد بهطوريکه در هنگام وقوع سیلاب طراحی، میزان تداوم شرایط سیلابی و اضافهبار بهطور کامل حذف شد و براساس آن ابعاد مقاطع تیپ براي اجرا پیشنهاد شده است.
.1 مقدمه
گزارشهاي سازمانهاي امدادرسانی و مقابله با حوادث غیرمترقبه، نهادها و سازمانهاي ملی و بینالمللی که توسط سازمان ملل مورد بررسی قرار گرفته حاکی از آن است که سیل را باید یکی از جديترین مخاطرات طبیعی بهشمار آورد و تنها تعداد معدودي از کشورهاي جهان از مسائل و مشکلات سیل و سیلزدگی فارغ هستند. این بررسیها نشان میدهد که به رغم هزینههاي هنگفتی که براي مقابله با سیلاب صرف میشود، خسارات سالانه سیلابها در سطح بینالمللی چه در کشورهاي صنعتی، چه کشورهاي در حال رشد مداوماً و مرتباً رو به افزایش است.
تشدید سیر صعودي خسارات سیل طی دو دهه گذشته سبب شده است که آرزوهاي دیرینه دربارة حل قطعی مسئله طغیانها - با توسل به اقدامات و تأسیسات فیزیکی کنترل سیلاب - ، جاي خود را به واقعگرایی و درك این واقعیت دهد که همیشه و همواره نمیتوان در مهار سیلابها موفق بود، بلکه باید کوشید تا پیامدها و تبعات زیانبار و مخرب سیلها را کاهش داد.
مهمترین عوامل مؤثر در تحولات هیدرولوژیک شامل میزان سطوح یا اراضی نفوذناپذیر حوضه و همچنین خصوصیات مسیرهاي حرکت جریان آب است که هر دو عامل در حوضههایی که تحت شهرسازي قرار گرفته یا میگیرند به نحو بارزي تغییر میکند و تغییرات مزبور خود تحولات هیدرولوژیکی حوضه را در پی خواهد داشت. افزایش سطوح نفوذناپذیر حوضه که ناشی از شهرسازي و احداث انواع مستحدثات بر خاكهاي نفوذپذیر است، طبعاً از میزان سطوح نفوذپذیر حوضه که قادر به جذب بخشی از بارندگی هستند میکاهد و نتیجتاً بر حجم کل روانابها میافزاید.
در طرحهاي جامع جمعآوري و دفع سیلابهاي شهري، ضروري است که تمامی سیستم زهکشی مشتمل بر سیستم فرعی و اصلی و اتصالات و ارتباطات آنها جمیعاً مورد توجه قرار گیرند. با توجه به اینکه رویداد سیل خود ناشی از عوامل طبیعی و غیرطبیعی است، میتوان با اعمال اقدامات مدیریتی و فنی احتمال بروز سیلاب و بهخصوص خسارات و اثرات نامطلوب آن را کاهش داد. مدیریت حوضه آبریز شهري به منظور کنترل و کاهش جریان سطحی و تأثیر بر تولید رواناب انجام میشود.
خصوصیات سیلاب براي درك و چگونگی عمل و نحوه مقابله با آن داراي اهمیت است. با توجه به وقوع سیلابهاي اخیر در کشور نیاز به یک برنامهریزي جدي براي مدیریت کاهش خسارات سیل در سطح کشور در اولویت اصلی مدیران عرصه آب قرار گرفتهاست. از اینرو به منظور مدیریت اصولی و کنترل سیلاب در حوضههاي آبریز شهري، شناخت مناطقی که در معرض خطر سیلاب قرار دارند از اهمیت ویژهاي برخوردار است .[1]
تاکنون تحقیقات وسیعی در زمینه بررسی کفایت و مدلسازي شبکههاي جمعآوري آبهاي سطحی و همچنین در زمینه آنالیز شبیهسازي شبکه جمعآوري آبهاي سطحی با استفاده از مدلهاي کامپیوتري مختلف انجام شده است، در این راستا مهرعلیان با استفاده از مدلسازي عامل مبنا توانست سیستمی جهت مدیریت آبهاي سطحی با مشخص نمودن نقاط حساس و در معرض خطر و اعلام هشدار در مواقع ضروري، با شبیهسازي شرایط بارندگی، طراحی و اجرا نماید و به این نتیجه رسید که مدلسازي عامل مبنا و بهرهگیري از سیستمهاي شبیهسازي عامل مبنا در بحث مدیریت رواناب در مناطق شهري داراي کارایی فراوانی میباشد.[2]
عفتی به کمک نرمافزار MIKESWMM به بررسی کفایت شبکه جمعآوري فاضلاب و رواناب سطحی در شهر سرمست کرمانشاه پرداخته و با استفاده از مدل نشان داد که شبکه جمعآوري آبهاي سطحی کفایت لازم را براي انتقال دبی عبوري ندارد و دراکثر نقاط دچار مشکل آبگرفتگی بوده است و در نقاطی که شیب زمین ملایم بوده باید ابعاد کانال و شیب زمین اصلاح گردد، این در حالیست که شبکه جمعآوري فاضلاب شهري از کفایت لازم برخوردار بوده و تنها در نقاط معدودي اضافهبار مشاهده شده که اصلاحات لازم انجام شده است .[3]
علیبخشی با بهرهگیري از نرمافزار MIKESWMM به بررسی کفایت شبکه جمعآوري آبهاي سطحی منطقه 22 شهر تهران پرداخته و همچنین نتایج حاصل از روش استدلالی را با نتایج بدست آمده از مدل مقایسه نموده و به این مهم دست یافت که میتوان از روش استدلالی براي برآوردهاي اولیه و به منظورانجام محاسبات دقیقتر از مدل استفاده نمود، ایشان همچنین اظهار داشتند که مناطق داراي شیب ملایمتر درصد نفوذناپذیري بالاتري دارند .[4]
احمدي به منظور تعیین کفایت شبکه جمعآوري آبهاي سطحی شهر ماسال و با شبیهسازي شبکه زهکش آبهاي سطحی شهر توسط نرمافزار MIKESWMM نشان داد که شبکه موجود کفایت لازم را براي عبور سیلاب طرح ندارد .[5] ملک محمدي در تحقیق خود به نحوه استفاده از برنامه MIKESWMM در طراحی شبکههاي جمعآوري آبهاي سطحی در مناطق شهري و نحوه انجام طراحی با استفاده از شبیهسازي هیدرولیکی و هیدرولوژیکی اشاره و با استفاده از این برنامه طرح اقتصادي مناطق سیلگیر در منطقه شهري - منطقه 22 تهران - را مشخص نمود .[6]
فلاح تفتی با استفاده از مدل تلفیقی GIS و MIKESWMM شبکه زهکش حوضه آبریز منطقه آب و برق شهر مشهد را شبیهسازي نمود و در تحقیق خود با اعمال بارش با دوره بازگشت 10 ساله، 31 مجرا مستغرق را شناسایی نمود و نتیجه گرفت که 92 مورد از کانالها - از مجموع 134 کانال انتقالدهنده - بسیار بزرگتر ازحد نیاز طراحی و ساخته شدهاند .[7]
افشاريآزاد نیز در تحقیق خود به بررسی برآورد رواناب سطحی شهر رشت با استفاده از روش SCS پرداخت و به این نتایج دست یافت که پتانسیل تولید رواناب و آبگرفتگی در حوضه با توجه به شیب کم آن بسیار زیاد بوده و در زیرحوضههایی که داراي مساحت کمتري میباشند، به علت نفوذناپذیري و تغییر کاربري از مزروعی به مناطق مسکونی، زمان تمرکز کاهش یافته که این امر موجب آبگرفتگی در نقاط پست آن میشود .[8]کابلی و همکاران در مطالعات خود بر روي بخشی از شبکه انتقال شهر تایپی تایوان با بهرهگیري از نرمافزار EPASWMM، نشان دادند که روند اوجگیري در تمام مجاري یکسان بوده و میتوان با این مدل نقاط بحرانی را تعیین و مشکلات سیستم انتقال را حل نمود .[9]
کرجی و همکاران در تحقیق خود به بررسی چگونگی استفاده از تأسیسات سنتی در شبکه جمعآوري آبهاي سطحی در دو شهر دیزیچه و سمنان توسط مدل EPASWMM پرداختند و نتیجه آن را بهصورت کاهش در ابعاد کانالهاي اصلی جمعآوري آبهاي سطحی مورد ارزیابی قرار دادند، نتایج حاصله نشان داد که استفاده از امکانات ویژه سنتی در این دو شهر کمک شایانی را به فنی و اقتصاديتر شدن طرح سیستم جمعآوري آبهاي سطحی نموده و مشکلات اجرایی را به حداقل خواهد رساند و چون این تأسیسات در ارتباط مستقیم با اراضی کشاورزي قرار دارند، بهجاي هدر رفتن آبهاي سطحی از آن براي آبیاري مزارع استفاده میگردد .[10]
امیرعطایی و همکاران به ارزیابی دو مدل Hydra و StormCad در طراحی سیستمهاي سیلاب شهري پرداختند و نتایج بدستآمده نشان داد که دبی خروجی نهایی حاصله در دو مدل اختلاف چندانی با هم ندارند .[11] صمدیان و حصاري با طراحی و آنالیز جریان ثقلی در شبکه سیلابرو، طراحی و شبیهسازي شبکه تلفیقی جدید براي شهر اشنویه با استفاده از تیپهاي مختلف براي جويهاي روباز و پوششی و پیشنهاد استفاده از کانال پلیمري با استفاده از نرمافزار StormCad به این نتایج دست یافتند که با استفاده از عملیات نهالکاري در دامنههاي مشرف به شهر، اجراي سازههاي ملاتی و گابیونی و خشکهچینی و استفاده از کانالهاي پلیمري با ابعاد پیشنهاد شده میتوان از میزان خسارات کاست .[12]
پارسا و مطیعی با مطالعه بر روي چهار حوضه اصلی تهران با استفاده از روش StormCad به این نتایج دست یافتندکه با مقایسه نتایج مدلسازي با نرمافزار تطابق بسیار خوبی بین محاسبات و واقعیت وجود دارد .[13] اشرفزاده و همکاران با استفاده از امکانات نرمافزار WMS و با توجه به ضوابط و استانداردهاي ارائه شده توسط دفتر تحقیقات و معیارهاي فنی سازمان برنامه و بودجه، شبکهاي مناسب جهت جمعآوري و هدایت آبهاي سطحی شهر رودبنه گیلان طراحی و پیشنهاد نمودند. نتایج بدستآمده در تحقیق ایشان نشان داد که این نرمافزار به عنوان ابزاري کارآمد در انجام کلیه مراحل طراحی این سیستمها شامل انجام پردازشهاي اولیه دادههاي رقومی، محاسبات هیدرولوژیکی و طراحیهاي هیدرولیکی مورد استفاده قرار میگیرد .[14]
بدیعیزاده و همکاران با مطالعه بر روي سیستمهاي جمعآوري و دفع آبهاي سطحی ناشی از بارندگی در شهر گرگان با استفاده از مدل SWMM، دریافتند که شبیهسازي دبی و حجم رواناب انطباق خوبی با مقادیر مولفههاي جریان مشاهداتی دارد که نشاندهنده این است که مدل SWMM دقت مورد نیاز را براي شبیهسازي رواناب شهري دارد و میتوان از آن براي طرحهاي مدیریت رواناب شهري و طراحی شبکه زهکشی رواناب شهري استفاده نمود .[15] بارکو و همکاران با تحقیق بر روي حوضه شهري ساردن کالیفرنیا با استفاده از مدل SWMM این حوضه را واسنجی نمودند.
