بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به اینکه ارزیابی پهنه سیلابگیر و مسیل رودخانه ها مبناي اصلی برنامه هاي مدیریت پیشگیري از وقوع سیلاب در علوم مربوط به مهندسی رودخانه می باشد، مطالعه اصولی این مساله در مناطق سیل خیز بیش ازپیش ضروري به نظر میرسد. خسارات گسترده ناشی از طغیان رودخانه ها درچند ساله اخیر در مناطق مختلف کشور ایجاب می نماید برنامهاي جامع در این زمینه تهیه و تدوین گردد. پهنه بندي خطر سیل بدون اطلاع از بزرگی سیل و رفتار جریان سیلابی در مسیر و دشت سیلابی ممکن نیست.
لذا هیدروگراف سیل خروجی در بالادست حوزه و زیرحوزه هاي موجود در مسیر مورد نظر با استفاده از روشهاي هیدروگراف واحد و شاخص سیلاب تعیین شدند و همچنین حداکثر رقوم تراز سطح آب در 11 مقطع عرضی مشخص در طول حدود 2600 کیلومتر از مسیر رودخانه کارون به دست آمد. HEC-RAS از مدلهاي معتبر براي محاسبات هیدرولیک آبراهه هاي طبیعی است که با شبیه سازي یک بعدي رودخانه ها بصورت امکان محاسبات جریانهاي پایدار و ناپایدار را به راحتی مهیا می سازد. به منظور سهولت در کاربرد نتایج حاصل از مطالعات، خروجی ها در محیط GIS ارائه می گردد .
سپس با استفاده از مدل ارتفاعی رقومی - DEM - تولید شده از بستر و حریم رودخانه و حداکثر رقوم تراز سطح آب در مقاطع معین براي دوره بازگشت هاي -5-2 - - 200-100-50-25-10 ساله با استفاده از قابلیت نرم افزار HEC-RAS پهنه خطر سیل برآورد شدند و محدوده و میزان اراضی کشاورزي و مناطق مسکونی که در صورت وقوع سیلاب به مخاطره خواهند افتاد براي سیلاب هایی با دوره بازگشت هاي مذکور مشخص شدند.
-1مقدمه
به منظور برنامه ریزي جهت بهره برداري بهینه و کنترل پدیده سیل که از مسایل دنیا و از جمله کشور ما می باشد، مطالعات و تحقیقات زیادي مورد نیاز است . لذا به منظور پیشبینی دامنه خسارات ناشی از سیل در شرایط مختلف و توجیه اقتصادي و اجتماعی برنامه هاي کنترل و مهار سیل، پهنه بندي خطر سیل براي دوره هاي بازگشت مختلف ضروري است . از طرفی برنامه ریزي و اعمال روشهاي کنترل سیل بدون اطلاع از رفتار این پدیده در شرایط مختلف مقدور نخواهد بود.
دامنه خسارات سیل در شرایط مختلف متأثر از میزان آورد و خصوصیات هندسی بستر جریان و اراضی مجاور می باشد . شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک حاکم بر بخش وسیعی از کشور ما سبب شده است علیرغم تحمیل خسارات سنگین ناشی از بروز خشکسالی به اراضی کشاورزي و عرصه منابع طبیعی، همه ساله شاهد بروز سیلاب هاي مخرب با دامنه خسارات وسیع باشیم. تخریب شدید منابع طبیعی چه به صورت بهره برداري بیرویه از جنگلها و مراتع و چه به شکل تغییرکاربري اراضی و تبدیل آنها به اراضی کشاورزي نامناسب و یا ساخت بیرویه مناطق مسکونی، موجب شده است، سیلاب ها سال به سال چه از نظرتعداد وقوع و چه از نظر شدت خسارات افزایش یابند.
اطلاعات جمع آوري شده نشان می دهد که فراوانی وقوع سیل در ایران از 39 رویداد در سال 1350 به 276 مورد در سال 1377 فزونی یافته است . کمترین تعداد وقوع سیل مربوط به سال 1357 ، با 19 مورد و بیشترین آن مربوط به سال 1371 با 307 مورد بوده است . بدون شک سیلاب بعنوان یک بلاي طبیعی شناخته شده است. در سال هاي اخیر افزایش خسارت ناشی از سیل در سیلاب دشت ها و مناطق مجاور رودخانه ها، سبب شده که محققان مهندسی رودخانه رفتار هیدرولیکی رودخانه هاي طغیانی را به طور جدي مورد توجه قراردهند.
شناخت رفتار هیدرولیکی جریان آب در رودخانه ها، مسیل ها، دریاچه هاي طبیعی، مخازن سدها و به طور کلی هیدرولیک سیلاب، نیازمند انجام مطالعات لازم در زمینه پهنه بندي سیلاب در منطقه مورد نظر می باشد . بررسی ها و مطالعات انجام شده نشان می دهند که علت افزایش خسارات سیل در دنیا، افزایش تکرر یا بزرگی طغیان ها نبوده، بلکه تشدید استفاده از اراضی سیلاب دشت ها و اراضی سیلگیر مجاور رودخانه ها می باشد.
با عنایت به تأثیرعوامل مختلف در بروز سیل، انواع اقدامات مدیریتی - آبخیزداري و مدیریت کاربري اراضی، برنامه ریزي و مدیریت در مسیر رودخانه ها و مسیل ها، پیش بینی و هشدار سیل، اقدامات پیشگیري و حمایتی در مناطق سیلگیر و پهنه بندي خطر سیل - می توانند در کاهش خسارات ناشی از آن مؤثر باشند. ازجمله اقدامات مدیریتی که می تواند نقش به سزایی در کاهش خسارات ناشی از وقوع سیلاب داشته باشد، پهنه بندي خطر سیل است. پهنه بندي خطر سیل با هدف به کارگیري دربرنامه ریزي و مدیریت درکنترل و مهار سیل تا کنون در کشور ما مورد توجه نبوده و در قالب طرح تحقیقاتی و حتی مطالعاتی فعالیت چندانی دراین زمینه صورت نگرفته است .
اهداف پهنه بندي بررسی احتمال سیل گرفتگی اراضی کشاورزي، مراتع، مناطق مسکونی و تجاري حاشیه رودخانه ، شناسایی مناطق با خطر سیل گیري بالا ونیز محدوده هاي تحت خطر فرسایش جانبی رودخانه ، از مهمترین اهداف پهنه بندي سیلاب در منطقه می باشد که از نتا یج آن می توان در ارائه برنامه مدیریتی جهت مقابله با سیل و کاهش خسارات آن در محدوده مورد بررسی و نیز تدوین الگوي زمانی مناسب در مورد سیل هاي مشاهده شده اشاره نمود .
سیلاب هاي شهري در اثر پدیده هاي مانند بارش شدید، گسترش سطوح غیر قابل نفوذ در سطح شهر، بالا آمدن سطح سفره آب زیر زمینی و یا سیلاب هاي حوضه آبخیز بالادست شهر رخ می دهند. براي مطالعات سیلاب، ژئومتري زمین یکی از عوامل بسیار مهم می باشد. استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی - 1 - GIS شبیه سازي ژئومتري زمین را با دقت و سرعت بالایی مقدور می سازد .
رودخانه ها زهکش اصلی روانابهاي شهرهاي شمالی کشورمان می باشند که امکان مسدود شدن کانالهاي تخلیه آبهاي سطحی در اثر دبی هاي زیاد - سیلابها - رودخانه وجود دارد و این امر موجب ناکارآمدي سیستم جمع آوري آبهاي سطحی خواهد شد. یزداندوست و نصیري - - 1372 ، در رودخانه دره شهر اقدام به تعیین مناطق در معرض خطر سیلاب با دوره بازگشتهاي متفاوت نمودند .دیوید و اسمیت2 - 2000 - ، با استفاده از نرم افزارHEC-RAS به بررسی رفتار هیدرولیکی سیلاب پرداختند .دیوید و همکاران - 2002 - 3 ، در ایالات متحده آمریکا ضمن بررسی سیلابها در یک دوره 5 ساله، نقشه هاي پهنه هاي سیل را تهیه نمودند .
ییستوچی و مازولی - 2002 - 4 ، با استفاده از مدلهاي HEC-HMSوHEC-RAS به بررسی و مطالعه رودخانه ها به منظور مدیریت خطرات هیدرولیکی پرداختند .تیت و همکاران5 روشی را براي افزایش دقت آنالیز خروجی نرم افزار HEC-RAS درسیستم اطلاعات جغرافیایی بوسیله مطابقت دادن داده هاي نقشه برداري زمینی، هندسه رودخانه و کنترل زمینی ارائه دادند.
کارسون - 2006 - 6 ، اقدام به شبیه سازي رفتار هیدرولیکی رودخانه و بررسی خطر سیلاب و فرسایش کناري رودخانه اي در ایالات متحده نمود. غلامی و همکاران - 1385 - ، با بکارگیري مدل هیدرولیکی HEC-RAS و قابلیت هاي سیستم اطلاعات جغرافیایی اقدام به شبیه سازي رفتار هیدرولیکی رودخانه هراز نمودند و نتایج مطالعه حاکی از آن بود که استفاده از قابلیت هاي سیستم اطلاعات جغرافیایی موجب افزایش سرعت عمل و دقت مطاعات می گردد - غلامی و همکاران، :
در زمینه بررسی رفتار هیدرولیکی رودخانه ها حسینی و ابریشمی - 1380 - و تلوري - - 1368 مطالعاتی نمودند و بر اساس نتایج آنها دقت شبیه سازي ژئومتري بستر و اراضی حاشیه رودخانه ها در نتایج شبیه سازي رفتار هیدرولیکی رودخانه ها بسیار تاثیر گذار است .همچنین غلامی و همکارن - 1384 - براي شبیه سازي ژئومتري بستر و اراضی حاشیه رودخانه هراز از قابلیت هاي سیستم اطلاعات جغرافیایی بهره گرفتند و ذکر نمودند که نتایج مطلوبی حاصل آمد.
آشنایی بانرم افزار هیدرولیکی Hec-Rass
نرم افزار Hec-Rass که توسط هنگ مهندسی ارتش آمریکا نوشته و توسعه داده شده است، یک سیستم مجتمع نرم افزاري است که براي استفاد ه متقابل در محیط شبکه چند منظوره و چند کاربره طراحی شده است. این برنامه در واقع نسخه ارتقا یافته وتحت ویندوز نرم افزار HEC-2 به علاوه امکانات جدیدي در مدلسازي جریان در رودخانه می باشد. هم چنین این نرم افزار در طرح هاي مهندسی رودخانه ازجمله: تعیین پروفیل سطح آب، تعیین منحنی دبی -اشل در ابتدا و انتهاي بازه ها در انهار طبیعی و مصنوعی، بررسی وضعیت جریان و پهنه بندي سیل در شرایط مختلف ساماندهی رودخانه مورد استفاده قرار می گیرد .
-2مواد و روشها
-1-2معرفی منطقه مورد مطالعه
محدوده مطالعاتی در این تحقیق شامل بازه اي از رودخانه کارون - حوضه سید شریف - در کنار کوت سید شریف می باشد که واقع در استان خوزستان است . این استان در عرض جغرافیایی شمالی و طول جغرافیایی شرقی در گوشه جنوب غربی ایران واقع شده است و با استان هاي لرستان، اصفهان، ایلام، چهارمحال و کهگیلویه هم جوار است.
این استان از جنوب به خلیج فارس و از غرب به کشور عراق محدود می شود و داراي مساحتی بالغ بر66.532 کیلومتر مربع است. استان خوزستان شامل 15 شهر و شهرستان می باشد. اراضی این استان به صورت دشت هاي وسیع و ارتفاعات هستند. این منطقه بیشترین تعداد سدهاي برقابی در کل کشور شامل سدهاي دز، شهید عباسپور، مارون، کرخه و گدارلندر را دارد. وجود شش رودخانه مهم - کارون، دز، کرخه، زهره، مارون و جراحی - باعث حاصل خیزي زیاد زمین هاي این استان شده است .
