بخشی از مقاله
چکیده
سیل یکی از حوادث مهم طبیعی در جهان است و سالانه هزینههای زیادی جهت انجام عملیات آبخیزداری به منظور جلوگیری از خسارات سیل صرف میشود که لازم است با استفاده از روشهای نوینی نظیر شبیهسازی هیدرولوژیکی، میزان سیل برآورد شود. هدف از انجام این تحقیق برآورد دبی به کمک مدل HEC-HMS در حوزه آبخیز یخلقان ماکو میباشد. نتایج نشان دادکه دو زیرحوضهC1 وE با توجه به دارا بودن مساحت، طول آبراهه اصلی و همچنین میزان CN بیشتر، - برآوردی از روش - SCS در اولویت انجام فعالیت های آبخیزداری جهت حفاظت اراضی، نسبت به سایر زیرحوضهها می-باشند.
.1مقدمه و هدف
رشد فزاینده جمعیت در کشور و نیاز به توسعه در زمینههای مختلف ورود به عرصههای طبیعی را اجتناب ناپذیر ساخته و از سوی دیگر فراوانی وقوع سیلهای مخرب همراه با از دسترس خارج شدن حدود نیمی از 413 میلیارد متر مکعب ریزشهای جوی کشور، نابودی جنگلها و مراتع، کاهش حاصلخیزی اراضی و سایر مسائل و مشکلات دیگر، از جمله مشکلاتی است که ضرورت توجه ویژه و جامع به آبخیزها را نمایان میسازد.
روند وقوع سیل در سالهای اخیر حاکی از آن است که اکثر مناطق کشور در معرض تهاجم سیلابهای مخرب قرار دارند و ابعاد خسارات و تلفات جانی و مالی سیل در حال افزایش است از آنجا که سیل و مخاطرات آن همواره یکی از بلایای طبیعی شمرده شده، ولی متأسفانه مسئله مدیریت و کاهش خسارات آن در کشور مورد توجه جدی قرار نگرفته و فقط زمانی که سیلاب مخربی جاری میشود و فاجعهای به وجود میآید، توجه مسئولین و متخصصین به آن جلب میشود
در این تحقیق سعی شده است که علاوه بر تعیین میزان دبی خروجی از 10 زیر حوضه به کمک روش SCS به برآورد میزان سیل با استفاده از مدل HEC-HMS در حوزه آبخیز یخلقان ماکو در استان آذربایجان غربی پرداخته شود.
.2 تئوری و پیشینه تحقیق
در خصوص استفاده از روش های شبیهسازی در هیدرولوژی در داخل و خارج از کشور مطالعات زیادی توسط محققین صورت گرفته است که از جمله این تحقیقات می توان به مطالعه ای که توسط [10] در ارزیابی تأثیر 140 سازه گابیونی و 3 سد ذخیرهای در بالادست آبخیز شهری بهبهان در جنوب ایران، سامانه اطلاعات جغرافیایی را با مدل HEC-HMS تلفیق نمود و سه سناریوی وجود سازهها در موقعیتهای متفاوت را با هم مقایسه نمود. ایشان دو معیار هزینه احداث و حجم سیل را در وضعیت سیلاب طرح با هم مقایسه کرده و نتایج نشان داد که احداث سازههای ذخیرهای در آبخیزهای شهری به منظور کنترل سیل نسبت به اقدامات سنتی و عملیات مهندسی رودخانه ارجحیت دارد.
همچنین در مطالعهای [11] به ارزیابی مدل HEC-HMS و WEPP برای شبیه سازی رواناب آبخیز با استفاده از سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی پرداختند. ایشان با استفاده از دادههای بارش و رواناب شش ساله و همچنین با استفاده از نقشههای خاکشناسی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و شیب، نتیجه گرفتند که مدل HEC-HMS نسبت به مدل WEPP برای شبیه سازی جریانهای روزانه در حوزه رودخانه Baitarani در شرق کشور هند، برتری دارد.
در دانشگاه برکلی تحقیقی توسط[9] انجام شد. در این بررسی جریان های حوضه تامسون کریک در شرایط کنونی، برای آینده و قبل از گسترش شهر با استفاده از مدلHEC-HMS شبیه سازی شد. یکی از نتایج این تحقیق این بود که اگر چه ترجیح می دهند که این مدل واسنجی شود اما مدل های واسنجی نشده آن نیز می تواند در ارزیابی نتایج نسبی برای کاربری های مختلف اراضی بکار برده شود. در تحقیقی مکان یابی زیر حوضه های موثر بر دبی اوج و حجم سیل بهاره با استفاده از مدل HEC-HMS در حوضه آبخیز کوشک آباد خراسان رضوی توسط [1] انجام شد.
نتایج تحقیق نشان داد از محل خروجی حوضه به طرف بالادست و بخشهای میانی حوضه، تاثیر زیرحوضه ها در دبی اوج سیل و حجم سیل خروجی کل حوضه، افزایش می یابد. همچنین میزان مشارکت زیرحوضه ها در سیل خروجی حوضه و حتی بزرگی و کوچکی دبی و حجم سیل زیرحوضه ها، به مساحت آنها بستگی ندارد. به این ترتیب، ارتباط بین سیل و مشارکت سیل زیرحوضه ها با مساحت آنها غیر خطی است. لذا با تمرکز عملیات آبخیزداری و کنترل سیلاب بر اساس اولویت ها و مناطق تعیین شده، ضمن دسترسی به اهداف تحقیق، در هزینه های اجرائی، کاهش قابل توجهی پیش بینی میگردد.
.3 مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه حوضه یخلقان با وسعت 7204 هکتار در قسمت شمال غرب ایران دراستان آذربایجانغربی و شهرستان ماکو درمنطقه بورالان قراردارد و از لحاظ جغرافیایی در محدوده ًَ,35 ْ44الیً,43 ْطول44 شرقی و ًَ,31 ْالی39 ًَ ,37 ْ39 عرض شمالی با حداکثر ارتفاع 2002 متر و حداقل آن 803 متر از سطح دریا گسترده شده است. در منطقه تنها ایستگاه سینوپتیک نزدیک به محدوده مورد مطالعه ایستگاه سینوپتیک ماکو - خارج از حوضه - میباشد. بارش سالانه حوضه مورد نظر در حدود 270/5 میلی متر و رژیم بارندگی براساس نمودار آمبرزه سرد خشک است. در شکل 1 موقعیت حوضه ارائه شده است.
در این تحقیق از مدل کامپیوتری HEC-HMS 3.4 برای شبیهسازی رفتار هیدرولوژیک زیرحوضهها استفاده شده است. این نرمافزار با قابلیت مدیریت مناسب دادهها، تحلیل هیدرولوژیکی، نمایش گرافیکی و بهینهسازی نتایج به صورت گستردهای در شبیهسازی جریان مورد استفاده قرار میگیرد
شکل -1 موقعیت حوضه در کشور و استان آذربایجان غربی
روش محاسبه رواناب سطحی
روش سازمان حفاظت خاک آمریکا - SCS1 - به منظور برآورد میزان رواناب بر اساس شماره منحنی، یکی از روشهای مقبول در هیدرولوژی به حساب میآید. روابط 1تا 3 مربوط به تعیین ارتفاع رواناب با توجه به شماره منحنی و تلفات اولیه با استفاده از این روش میباشد. که، Q ارتفاع رواناب - میلیمتر - ، P ارتفاع بارش - میلیمتر - ، S پتانسیل ذخیره، CN شماره منحنی و I a تلفات اولیه شامل ذخیره چالابی، تبخیر وتعرق میباشد
برای محاسبه زمان تاخیر، پارامترهای فیزیوگرافی مورد نیاز استخراج شده و با استفاده از روابط 4 و 5 زمان تمرکز در
زیرحوضهها محاسبه گردید[4] و با توجه به این که 0.6tc tl ، زمان تأخیر از روی زمان تمرکز تعیین گردید.
که، D قطر دایره معادل حوضه - کیلومتر - ، A مساحت - کیلومتر مربع - ، S شیب متوسط حوضه - درصد - ، tc زمان تمرکز - ساعت - ، در نهایت زمان تأخیر محاسبه شده با تبدیل به دقیقه وارد مدل خواهد شد.
