تهیه نقشه خطر سیل با تلفیق سیستم تحليل رودخانه (HEC-RAS) و سیستم اطلاعات جغرافیایی(مطالعه موردی:رودخانه سیمکان شهرستان جهرم)
محورهای موضوعی : مقالات تحلیلی جغرافیایی و محيطيوحید سهرابی 1 , محمدابراهیم عفیفی 2
1 - دانشجوي دکتري جغرافیا و برنامه ریزی شهری، واحد لارستان، دانشگاه آزاد اسلامی، لارستان، ایران
2 - دانشیار گروه جغرافیا، واحد لارستان، دانشگاه آزاد اسلامی، لارستان، ایران(نویسنده مسئول)
کلید واژه:
چکیده مقاله :
مناطق مجاور رودخانه ها که به دلیل شرایط خاص، فضاهایی مناسب برای انجام فعالیتهای اقتصادی محسوب میشوند، همواره در معرض خطرات ناشی از وقوع سیلابها قرار دارند. از این رو در این مناطق تعیین میزان پیشروی، ارتفاع و خصوصیات سيلاب در دوره بازگشته ای مختلف که تحت عنوان پهنه بندی سیلاب صورت می گیرد، حائز اهمیت فراوان خواهد بود. رودخانه سیمکان با توجه به شرایط خاص حوضه آبریز و تغییر ناگهانی شیب از مناطق مرتفع به دشت آبرفتی در چند دهه اخیر شاهد سیلهای متعدد و ویرانگری بوده، که اثرات جبران ناپذیر اقتصادی در این منطقه بجا گذاشته است. هدف از این تحقیق تهیه نقشه خطر سیل برای قسمتی از رودخانه نکارود میباشد که برای این منظور با تلفیق سیستم تحليل رودخانه مرکز مهندسی هیدرولوژیکی (HEC-RAS) با سیستم اطلاعات جغرافیایی پهنه عمق و سرعت سیل این رودخانه مدل سازی شده است. به منظور دستیابی به تابع مناسب برای پهنه بندی خطر جریان از ویژگی انرژی جریان برحسب تغییرات عمق و سرعت استفاده شده است. بر اساس آن نقشه خطر سیل به دست آمده و مناطق با درجات مختلف خطر از نظر انرژی جریان طبقه بندی و تجزیه و تحلیل شده است روشی که در مدل های دو بعدی غیر ماندگار و همچنین نرم افزار Hec- Geo Ras بکار رفته است. نتایج بیانگر آسیب پذیر بودن منطقه در برابر سیل با دوره بازگشت بالاتر از 25 سال میبا شد. با افزایش زمان دوره بازگشتهای سیل، سطح منطقه تحت تأثیر سیل افزایش می یابد.¬نتایج پژوهش ضرورت برنامه ریزی و مدیریت راهکارهای حفاظتی جهت کاهش خسارات ناشی از سیل را نمایان می سازد که رضایت بخشی در بسیاری از موارد حاصل گردیده است. این پژوهش به وضوح نشان میدهد که سیستم اطلاعات جغرافیایی یک محیط مناسب برای تجزیه و تحلیل و تهیه نقشه خطر سیل فراهم میکند.
1. افشین یدالله، ۱۳۷۳، رودخانه های ایران. وزارت نیرو.
2. جوان پوریا، محمدرضاپور محمود و میرزایی مهدی، ۱۳۹۲، پهنه بندی خطر سیل گرفتگی توسط معادله انرژی جریان و سیستم اطلاعات جغرافیایی، آب و فاضلاب، دوره ۲۴، شماره ۳، ص ۱۱۱-۱۰۱.
3. حسین زاده علی، ۱۳۸۳، پهنه بندی سیلاب با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS در محیط GIS (مطالعه موردی:
4. لاین - سو کلات نادر)، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ص ۱۰۱-۱
5. سازمان آب منطقه ای مازندران، ۱۳۶۸، گزارشی در مورد وضعیت هیدرولوژیکی رودخانه نکا در دشت جنوب گرگان.
6. شهرام درخشان، وحید غلامی و ادریس تقوی سلیمی، ۱۳۸۹، شبیه سازی رفتار هیدرولیکی رودخانه های گوهررود و سیاه رود با سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدل هیدرولیکی ، HEC-RAS، دوره ۱۶، شماره ۱۹، ص ۷۹-۶۵
7. عسکری علی بابا، ۱۳۵۰، به شهر یا اشرف البلاد.
8. غریب معصومه، مساعدی ابوالفضل، نجفی نژاد علی و یخکشی محمدابراهیم، ۱۳۸۶، پهنه بندی خطر و ارزیابی خسارت سیل (مطالعه موردی محدوده رودخانه قره چای در حومه شهر رامیان)، منابع طبیعی ایران، دوره ۶۰، شماره ۳، ص ۷۹۷-۷۸۵.
9. غفاری گلاله و امینی عطااله، ۱۳۸۹، مدیریت دشت های سیلابی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (G/S) (مطالعه موردی رودخانه قزل اوزن)، فضای جغرافیایی، دوره ۱۰، شماره ۳۲، ص ۱۳۴-۱۱۷.
10. غلامی و همکاران، ۱۳۸۴، پهنه بندی خطر سیلی با بکارگیری نرم افزار HEC-RAS و سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: رودخانه هراز)، کنفرانس بین المللی بالایای طبیعی. ص ۸۰-۶۸
11. یمانی مجتبی، تورانی مریم و چز غه سمیرا، ۱۳۹۱، تعیین پهنه های سیل گیر با استفاده از مدل HEC-RAS (مطالعه موردی: بالادست سد طالقان از پل گلینک تا پل وشته)، جغرافیا و مخاطرات طبیعی، دوره ۱، شماره ۱، ص ۱۶-۱.
12. عفیفی محمد ابراهیم، 1399، مدل سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل زنجیره ای مارکوف و مدل LCM (مطالعه موردی: شهر شیراز) نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی،دوره 20،شماره 56
13. عفیفی محمد ابراهیم، 1398، شبیه سازی بارش –رواناب و پتانسیل سیل خیزی با استفاده از مدل HEC-HMS و منطق فازی(مطالعه موردی حوضه آبریز رودبال در استان فارس)، فصلنامه جغرافیای طبیعی،دوره 12،شماره 46
14. عفیفی محمد ابراهیم، ارزیابی عوامل موثر بر مخاطرات سیلاب و تهیه نقشه حساسیت و احتمال وقوع آن با استفاده از مدل آنتروپی شانون (مطالعه موردی: حوضه آبخیز رودخانه فیروزآباد)، مدیریت مخاطرات محیطی، دوره 6، شماره2
15. Barr, T., 2002, Application of tools for hydraulic power point presentation. Upper Gotvand Hydroelectric Power Project Feasibility Study, Reservoir Operation Flood, 14p.
16. Barredo, J, and Lavalle, C, 2007, European flood risk mapping. Water Science and Technology, 56(4), 11-17.
17. Brunner, G. W., 1995, HEC-RAS River Analysis System. Hydraulic Reference Manual. Version 1.0", HYDROLOGIC ENGINEERING CENTER DAVISCA, pp. 1-143.
18. Demir, Vand Kisi, O, 2016, Flood hazard mappingby using geographic information system and hydraulic model: Mertriver, samsun, turkey, Advances in Meteorology, pp. 1-9.
19. Eum, Hyung-Il, and Slobodan P. Simonovic, 2009, City of London: Vulnerability of Infrastructure to Climate Change.
20. Federal Emergency Management Agency, 1993, Flood insurance study guideline and specification for contactors, United State of America.
21. Getahun, Y. S., & Gebre, S. L., 2015, Flood hazard assessment and mapping of flood inundation area of the Awash River Basin in Ethiopia using GIS and HEC-GEORAS/HECRAS Model”, Journal of Civil & Environmental Engineering. Vol. 5, No. 4, pp. 1-12.
22. Gichamo, T. Z., Popescu, I., Jonoski, A., & Solomatine, D, 2012, River cross-section extraction from the ASTER global DEM for flood modeling", Environmental Modelling & Software, 31, 37-46.
23. Goodell, C., & Warren, C, 2001, Flood Inundation Mapping using HEC-RAS, Obrasy Proyectos, 18-23.
24. Hill, M, 2001, Flood plain delineation using the HEC-GeoRAS extension for ArcView", Brigham Young University, 514p.
25. Khattak, M. S., Anwar, F., Saeed, T. U., Sharif, M., Sheraz, K., & Ahmed, A, 2016, Floodplain mapping using HEC-RAS and ArcGIS: a case study of Kabul River”, Arabian Journal for Science and Engineering, Vol. 41, No. 4, pp. 1375-1390..
26. Li, M., Wu, W., Wang, J., Che, Z., & Xie, Y, 2012, Simulating and mapping the risk of surge floods in multiple typhoon scenarios: a case study of Yuhuan County, Zhejiang Province, China , Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, Vol. 31, No. 3, pp. 645 659.
27. Merwade, V, 2009, Tutorial on using Hec-GeoRAS with ArcGIS 9.3 [online]”, West Lafayette: University of Purdue.
28. Yang j., R D Townsend and B. Daneshfer, 2006, Floodplain Visualization using TINS”, Center for in river network floodplain delineation'', Can. J. Civ. Eng. No: 33, pp: 19-28.
29. 22.Acement GS and Schneider V. R 1985. Guide for selecting MaSsnning, s roughness coefficent for natural channels and Flood Plains , Water Resources papar 2339 US Geological survey ,Washington DC.
30. 23.Abramovitz, J. (2001). Unnatural Disasters. Worldwatch Paper 158. World Watch Institute. Washington, DC.
31. 24.Anders, F. , S. Kimball, and R. Dolan (1989). Coastal Hazards: National Atlas of the UnitedStates. U. S. Geological Survey, Reston, VA.
32. 25.Bryant, E. A. (2005). Natural Hazards. Cambridge University Press. Cambridge, UK.
33. 26.Burton, I. and R. W. Kates (1964). The perception of natural hazards in resource management. Natural Resources Journal 3; 412–441.
34. 27.Burton, I. , R. Kates, and G. White (1978). The Environment as Hazard. Oxford UniversityPress, New York, 81–90.
35. 28.Gornitz, V. M. and T. W. White (1992). A Coastal Hazards Data Base for the U. S. EastCoast. Oak Ridge National Laboratory, nvironmental Sciences Division, PublicationNo. 3913 and 4101. Oak Ridge, TN.
36. 29.HEC-GeoRAS GIS Tools for Support of HEC-RAS Using ArcGIS 10 , May 2012.
37. Lindell, M. K. and C. S. Prater. (2003). Assessing Community Impacts of Natural Disasters. Natural Hazards Review 4(4) 176–185.
38. 30Mileti, D. (1999). Designing disasters: determining our future vulnerability. NaturalHazards Observer 22(1)1–3.
39. 31.Steinberg, T. (2000). Acts of God: The Unnatural History of Natural Disasters in America. Oxford University Press, New York.
40. 32.Tobin, G. and B. Montz (1997). Natural Hazards. New York: Guilford, New York, 5–15.
41. 33.Waugh, W. (1999). Living with Hazards, Dealing with Disasters: An introduction to emergencymanagement. M. E. Sharp: Armonk, NY.
42. 34.Weichselgartner, J. (2001). Disaster mitigation: the concept of vulnerability revisited. DisasterPrevention and Management 10(2): 85–94.
مجله علوم جغرافيايي، دانشگاه آزاد اسلامي واحد مشهد، دوره 19، شماره 44، پاییز 1402، صص 197-169
تهیه نقشه خطر سیل با تلفیق سیستم تحليل رودخانه (HEC-RAS) و سیستم اطلاعات جغرافیایی(مطالعه موردی:رودخانه سیمکان شهرستان جهرم)
وحید سهرابی
دانشجوي دکتري جغرافیا و برنامه ریزی شهری، واحد لارستان، دانشگاه آزاد اسلامی، لارستان، ایران
محمد ابراهیم عفیفی
دانشیار گروه جغرافیا، واحد لارستان، دانشگاه آزاد اسلامی، لارستان، ایران(نویسنده مسئول)
afifi.ebrahim6353@gmail.com
دريافت: 18/1/1402 پذيرش: 5/2/1402
چکیده
مناطق مجاور رودخانه ها که به دلیل شرایط خاص، فضاهایی مناسب برای انجام فعالیتهای اقتصادی محسوب میشوند، همواره در معرض خطرات ناشی از وقوع سیلابها قرار دارند. از این رو در این مناطق تعیین میزان پیشروی، ارتفاع و خصوصیات سيلاب در دوره بازگشته ای مختلف که تحت عنوان پهنه بندی سیلاب صورت می گیرد، حائز اهمیت فراوان خواهد بود. رودخانه سیمکان با توجه به شرایط خاص حوضه آبریز و تغییر ناگهانی شیب از مناطق مرتفع به دشت آبرفتی در چند دهه اخیر شاهد سیلهای متعدد و ویرانگری بوده، که اثرات جبران ناپذیر اقتصادی در این منطقه بجا گذاشته است. هدف از این تحقیق تهیه نقشه خطر سیل برای قسمتی از رودخانه نکارود میباشد که برای این منظور با تلفیق سیستم تحليل رودخانه مرکز مهندسی هیدرولوژیکی (HEC-RAS) با سیستم اطلاعات جغرافیایی پهنه عمق و سرعت سیل این رودخانه مدل سازی شده است. به منظور دستیابی به تابع مناسب برای پهنه بندی خطر جریان از ویژگی انرژی جریان برحسب تغییرات عمق و سرعت استفاده شده است. بر اساس آن نقشه خطر سیل به دست آمده و مناطق با درجات مختلف خطر از نظر انرژی جریان طبقه بندی و تجزیه و تحلیل شده است روشی که در مدل های دو بعدی غیر ماندگار و همچنین نرم افزار Hec- Geo Ras بکار رفته است. نتایج بیانگر آسیب پذیر بودن منطقه در برابر سیل با دوره بازگشت بالاتر از 25 سال میبا شد. با افزایش زمان دوره بازگشتهای سیل، سطح منطقه تحت تأثیر سیل افزایش می یابد.نتایج پژوهش ضرورت برنامه ریزی و مدیریت راهکارهای حفاظتی جهت کاهش خسارات ناشی از سیل را نمایان می سازد که رضایت بخشی در بسیاری از موارد حاصل گردیده است. این پژوهش به وضوح نشان میدهد که سیستم اطلاعات جغرافیایی یک محیط مناسب برای تجزیه و تحلیل و تهیه نقشه خطر سیل فراهم میکند.
واژگان کلیدی: سیل، نقشه خطر، سیستم اطلاعات جغرافیایی، سیمکان
مقدمه
سیل آب فراوانی است که با سرعت جاری شده و پهنه ای از زمین را که در شرایط عادی زیرآب نیست در بر میگیرد و یکی از بزرگترین بلایای طبیعی می باشد (گتاهون و گبری، ۲۰۱۵: ۲). در میان سوانح طبیعی سیلاب بیشترین خسارت را به بخش های کشاورزی، شیلات، مسکن و زیرساختها وارد کرده و به شدت بر روی فعالیتهای اقتصادی و اجتماعی تأثیر میگذارد (یانگ" و همکاران، ۲۰۰۶: ۲). این امر در کشور ما نیز صادق است. در اغلب سالهای گذشته حدود ۷۰ درصد اعتبارات سالانه طرح کاهش اثرات بالایی طبیعی و ستاد حوادث غیرمترقبه صرف جبران خسارات ناشی از سیل شده است و این خسارات مرتباً در حال افزایش میباشد. رشد ۲۵۰ درصدی خسارات ناشی از سیل در پنج دهه گذشته مؤید این ادعاست. از مهمترین عوامل تشدید کننده خسارات ناشی از سیلاب تغییر کاربری اراضی، توسعه ساخت وسازها و دخل و تصرف غیرمجاز در بستر و حریم رودخانه می باشد. بنابراین تعیین بستر و حریم رودخانه و تهیه نقشه های پهنه بندی سیلاب از لحاظ برنامه ریزی جهت مدیریت، پیش بینی و کاهش خطرات و خسارات ناشی از سیل در این مناطق از اهمیت خاصی برخوردار است. پهنه بندی خطر سیلی بخشی از اقدامات غیرسازهای برای جلوگیری و کاهش اثرات مخرب سیل می باشد (دمیر و کیسی ، ۲۰۱۶: ۲). روش های مختلفی برای تهیه نقشه خطر سیل وجود دارد که در این پژوهشی از مدل هیدرولیکی، معادله حاکم بر انرژی جریان و سیستم اطلاعات جغرافیایی برای تهیه نقشه خطر سیلی استفاده شده است. استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی ( "GIS) در تهیه نقشه خطر سیل دارای مزیتهای بارزی می باشد ۱) در صورت نیاز به اعمال تغییرات و به روز آوری نقشه ها بر اساس آمار و اطلاعات جدید، این امر به سادگی صورت میگیرد ۲) قابلیت نمایش عمق، سرعت و انرژی جریان در هر نقطه از سیلاب دشت را دارد ۳) تغییرات عوارض جغرافیایی موجود و تأثیر احتمالی آن را بر گستره و پهنه سیلاب را در نظر می گیرد ۴) امکان اتصال با مدل های هیدرولیکی و ایجاد سیستمهای پیش بینی و هشدار سیل را فراهم می کند ۵) آرشیو و نگهداری نقشه ها مطمئن تر و ساده تر بوده و بازیابی و انتشار آن ها به سهولت میسر می باشد. با توجه به شرایط خاص حوضه آبریز سیمکان سیل های متعددی در حوزه شهری این منطقه رخ داده است. بخش اعظمی از حوضه آبریز دارای شیب نسبتأ زیاد می باشد. بیش از 70 درصد از سطح حوضه آبریز، تا محل خروجی از کوهستان ، از شیب بالای 11-25% درصد برخوردار است.محیط حوزه آبریز سیمکان 5/178 کیلومتر مساحت ،8/1060 کیلومتر مربع، طول حوضه 61 کیلومتر ، ضریب گراویلیوس 53/1و همچنین تراکم زهکشی حوزه 08/5 می باشد. همچنین از جمله عوامل سیل خیز بودن منطقه می توان مورادی همچون جنس زمین حوضه، ضریب شکل حوضه، و پیچان رود بودن رودخانه را بیان نمود.
معرفي منطقه موردمطالعه
ا حوضه آبریز سی مکان در موقیعت جغرافیایی 52 درجه و52 دقیقه و9 ثانیه تا 53درجه و29 دقیقه و57. 21 ثانیه طول جغرافیایی و 28 درجه و 38 دقیقه و 14. 7 ثانیه تا 28 درجه و 57 دقیقه و38 ثانیه عرض جغرافیایی واقع شده است. مساحت حوضه آبریز سیمکان 106086 هکتار است.
در شمال حوضه آبریز شهرهای خاوران و باب انار ودر شرق آن شهرهای قطب آباد و فسا و در جنوب آن شهر های قیر و جهرم واقع شده اند. موقیعت مکانی این شهر و همچنین حوضه آبریز سیمکان در نقشه، شکل شماره (1) نمایش داده شده است. یک جاده از قطب آباد بطرف خاوران از داخل حوضه آبریز عبور می کند.
حداقل ارتفاع 850 متر از سطح دریا و در محل خروجی حوضه و حداکثر ارتفاع 3000 متر در شمال غرب حوضه آبریز می باشند. از لحاظ پستی وبلندی کوهستانی و دارای ویژگی های منحصر بفرد و از جمله جمع آوری هرز آبها وتحلیه آنها از یک محل محدود می باشد. مدیریت بر روی پوشش گیاهی آن باعث توسعه کشاورزی و اشتغال در اراضی شهر قیر خواهد شد.
شکل (1): موقعیت حوضه آبریز سیمکان
مواد و روش ها
روش های موجود و متداول در تهیه نقشه های پهنه بندی سیل را میتوان به چهار گروه عمده به شرح زیر تقسیم نمود:
· مشاهده ای و استفاده از داغاب سیلاب.
· مقایسه عکس های هوایی منطقه.
· محاسبه دستی.
· محاسبه با استفاده از مدل های ریاضی.
دراین مطالعه از دقیق ترین وکاملترین آنها، یعنی محاسبه با استفاده از مدل های ریاضی در محیط GIS و با استفاده از نرم افزار های ArcGIS 10 , HEC- GeoRas و Hec- Ras بشرح زیر استفاده شده است.
الف – جمع آوری و سازماندهی و تکمیل لایه های اطلاعاتی پایه (شناخت اولیه)
لایه های اطلاعاتی زیر جمع آوری وپس رفع خطاهای مکانی و توصیفی و تکمیل و سر و سامان دادن بانک اطلاعاتی آنها در پردازش ها بر حسب نیاز استفاده شده است.
1- تهیه تصویر ماهواره ای حوضه آبریز.
2- تهیه لایه راه ها جهت شناسایی حوضه آبریز.
3- تهیه لایه شهر ها وروستا های حوضه آبریز.
4- تهیه لایه بارندگی حوضه آبریز. شکل (2)
5- تهیه لایه پوشش گیاهی حوضه آبریز. شکل (3)
6- تهیه لایه زمین شناسی.
7- تهیه لایه خاک شناسی
شکل (2): خطوط هم بارش حوضه آبریز سیمکان
شکل (3): موقعیت پوشش گیاهی حوضه آبریز سیمکان
ب- پس از شناخت اولیه حوضه آبریز لایه های اطلاعاتی زیر در ArcGIS 10 تهیه واطلاعات توصیفی آنها تکمیل وآماده برای تجزیه وتحلیل بعدی گردید.
1- لایه محدوده حوضه بصورت خطی وچند ضلعی با فرمت Shapefile ومختصات متریک برای محاسبات و ترسیم صحیح نقشه ها.
2- تهیه محدوده های استان فارس، شهرستان جهرم وحوضه مطالعه جهت جانمایی درست آنها. شکل (4)
شکل (4): موقعیت حوضه مورد مطالعه
3- تهیه لایه کاربری اراضی حوضه آبریز برای بدست آوردن ضریب های هیدرولوژی وهیدروگرافی حوضه.شکل (5)
شکل (5): موقعیت کاربری اراضی حوضه مورد مطالعه
4- تهیه لایه آبراهه های اصلی وفرعی برای استفاده در محاسبات هیدرولیک رودخانه اصلی با استفاده از لایه TIN، لایه آبراهه های جمع آوری شده با واقعیت مطابقت نداشت. شکل (6)
شکل (6): موقعیت تعیین رودخانه اصلی برای انجام محاسبات هیدرولیک
5- تهیه لایه خطوط پستی وبلندی حوضه آبریزبا دقت بالا (این لایه بسیار مهم است) وبا فاصله خطوط تراز ده متری. (شکل7 )
شکل (7): موقعیت گرید طبقات ارتفاعی حوضه
6- تهیه لایه DEM حوضه آبریز با اندازه سلول های ده متر در ده متر.
7- تهیه لایهTIN حوضه آبریز، این لایه اطلاعاتی در این مطالعه بسیار با اهمیت بوده ولذا با دقت بالایی تهیه شده است، شکل (8)
شکل (8): شبکه مثلثی حوضه آبریز
این لایه ها در GIS سازماندهی ویکسان سازی و کلیه خطا های مکانی وتوصیفی آنها برطرف شده وسپس فیلد های غیر ضروری پاک وفیلد های مورد نیاز به آنها اضافه ودر واقع از هر جهت تجزیه وتحلیل های مورد نیاز آماده شدند.
تهیه لایه ها و تجزیه و تحلیل ها
الف – تهیه لایه های اصلی در ArcGIS 10
ابتدا ابزار جانبی Hec- Geo Ras برروی نرم افزار ArcGIS 10 راه اندازی، نصب وتست میشود. سپس در Hec- Geo Ras لایه مورد نیاز جهت تهیه پهنه بندی سیلاب بشرح زیر تهیه شد. این لایه های اطلاعاتی باهمکاری واستفاده از هر دو نرم افزار ذکر شده در محیط ArcGIS 10 تهیه شده است.
1- لایه TIN که در واقع زیر بنای پهنه بندی سیلاب است در یک Data Frame قرار داده و بلافاصله آن را بصورت پروژه ذخیره می کنیم. فایل پروژه را در پوشه خود قرار می دهیم. کلیه تنظیمات لازم را انجام می دهیم.
2- با استفاده از ابزار مربوطه در ابزار جانبی Hec- Geo Ras شروع به تهیه لایه رودخانه اصلی ومسیر های فرعی می کنیم. همزمان اطلاعات توصیفی آن را تکمیل می نمائیم. لازم به توضیح است که لایه رودخانه ها تهیه شده قبلی، کلی بوده و با طبیعت مطابقت نداشت وضمنا ویژگی مورد نیاز را نیز نداشت.
3- برای رفع خطا های احتمالی در هنگام تهیه لایه آبراهه ها برروی آن توپولوژی خط اعمال می کنیم تا خطاهای مکانی برطرف گردد.
4- تهیه لایه کناره های آبراهه یا Banks، این لایه در دوطرف آبراهه ترسیم شده تا مجرای اصلی رودخانه از سیلاب اطراف مجزا گردد. شکل (9)
شکل (9): لایه کناره های آبراهه یا Banks
تهیه لایه مسیر جریان یا جهت مشخص کردن جهت جریان آب مورد استفاده قرار میگیرد. شکل (10)
شکل (10): لایه مسیر جریان یا جهت جریان آب
محاسبه پروفیل سطح آب در نرم افزار Hec- Ras:
معرفی مدل: Hec- Geo Ras
بطور کلی مدل های ریاضی در مهندسی رودخانه را می توان به دسته بندی زیر تقسیم کرد:
الف- زمانی:
1- ماندگار: پارامترهای هیدرولیکی جریان نسبت به زمان ثابت هستند.
2- غیر ماندگار: پارامترهای هیدرولیکی جریان نسبت به زمان متغییر می باشند.
ب: مکانی:
1- یک بعدی: پارامترهای هیدرولیکی فقط در طول متغییر می باشند.
2- دوبعدی: پارمترهای هیدرولیکی در طول و یک بعد دیگر متغییر می باشند.
3- سه بعدی: پارامترهای هیدرولیکی در سه بعد متغییر هستند.
روشی که در مدل های دو بعدی غیر ماندگار و همچنین نرم افزار Hec- Geo Ras بکار رفته است بر اساس فرضیات می باشد و نتایج رضایت بخشی در بسیاری از موارد حاصل گردیده است. این فرضیات عبارتند از:
• جریان غیر ماندگار است(تغییر در عمق آب و یا دبی نسبت به زمان رخ می دهد)
• جریان دو بعدی است (تغییرات و مشخصه های جریان در طول و عرض و عمق رخ می دهد).
• جریان متغییر تدریجی است (تغییرات پروفیل سطح آب تدریجی صورت می گیرد).
• رودخانه دارای شیب متوسط است.
• شیب افت یا خط انرژی بین دو مقطع مجاور ثابت نمی باشد.
• مرزها فرسایش پذیر فرض شده است.
در مدل Hec- Ras از قوانین بقای جرم و اصل بقای انرژی و معادله ممنتم و از روش عددی گام به گام استاندارد برای محاسبه رقوم سطح آب بین دو مقطع، استفاده شده است. اساس این روش بر مبنای رابطه انرژی است که محاسبات را از یکی از دو انتهای بازه (در جریان فوق بحرانی از بالادست و در جریان زیر بحرانی از پایین دست) شروع می نماید و محاسبات را از مقطع به مقطع بعدی ادامه می دهد. در تنگ شدگیها و محل تغییر رژیم جریان (تبدیل جریان بحرانی به فوق بحرانی و بالعکس) نیز از معادله اندازه حرکت استفاده می گردد.افت طولی در مدل، از معادله مانینگ با توجه به تراز سطح آب، دبی، ضریب زبری و مشخصات هندسی مقطع و از حاصل ضرب میانگین شیب انرژی و فاصله بین دو مقطع محاسبه و حاصل می شود. افتهای موضعی که عمدتاً شامل افتهای ناشی از تنگ شدگی و باز شدگی مقطع می باشند، از حاصلضرب ضریب تنگ شدگی یا ضریب باز شدگی در تفاضل انرژی سرعت بین دو مقطع، محاسبه می گردند.
· اطلاعات ورودی:
مشخصات هندسی:
با توجه به وسعت حوضه مطالعاتی و عدم وجود نقشه های بزرگ مقیاس از تمامی رودخانه های موجود، لذا برای انجام مطالعات و تهیه مدل هیدرولیکی منطقه از اطلاعات مقاطع عرضی و پلان رودخانه نقشه های توپوگرافی با مقیاس1: 20000 استفاده شده است. در تهیه مقاطع عرضی رودخانه موارد زیر لحاظ شده است.
· محل مقاطع عرضی بر روی نقشه های توپوگرافی موجود عمود بر جهت جریان انتخاب شده است.
· ترسیم مقاطع از ساحل چپ به ساحل راست رودخانه انجام می شود.
· سعی گردیده گستره استخراج مقاطع عرضی در سیلاب دشت تا بالاترین محل تأثیر سیلاب طراحی و در دو طرف در نظر گرفته شود.
· در فواصلی از رودخانه که دارای تغییراتی به لحاظ سطح مقطع و شیب بوده و همچنین در پیچها، مقاطع عرضی لازم تهیه گردیده است.
· برای مدل نمودن پس از تهیه مقاطع عرضی و برداشت فواصل سواحل چپ و راست و کانال (main Channel) اطلاعات مربوطه جهت معرفی هندسه رودخانه از بسته الحاقی Hec Geo Ras در نرم افزار Arc GIS کمک گرفته است.
ضرایب همگرایی و واگرایی
· ضرایب همگرایی و واگرایی برای ارزیابی افت انرژی، که به علت وجود بازشدگی و تنگ شدگی در جریان رخ می دهد، مورد استفاده قرار می گیرند. این ضرایب در تغییرات بار سرعت از یک مقطع عرضی تا مقطع عرضی بعدی ضرب می شوند تا افتهای بین آن مقاطع، در محاسبات لحاظ شود. مقادیر ضرایب همگرایی و واگرایی مقطع برای شرایط مختلف در جدول زیر ارائه شده و همانطور که در جدول مذکور مشاهده می شود، در حالت کلی افت انرژی در بازشدگی ها، بیشتر از تنگ شدگی ها می باشد. این ضرایب توسط انجمن مهندسین ارتش آمریکا پیشنهاد شده است.
جدول (1): ضرایب افت بازشدگی و تنگ شدگی
تغییرات مقطع | ضریب افت بازشدگی | ضریب افت تنگ شدگی |
تغییرات طبیعی | 3% | 1% |
تغییرات زیاد | 5% | 3% |
تغییرات ناگهانی | 8% | 6% |
تهیه مقاطع عرضی بمنظور تهیه پروفیل عرضی رودخانه، شکلهای(11 و 12)
شکل (11): پروفیل عرضی رودخانه
شکل (12):پروفیل عرضی ایستگاهها
ü تکمیل اطلاعات توصیفی لایه ها بطور جداگانه.
ü کنترل وتکمیل لایه کاربری اراضی. محاسبه ضریب مانینگ واضافه کردن یک فیلد براساس دستورالعمل مربوطه به آن، بمنظور ذخیره ضریب مانینگ.
ü محاسبه ضریب زبری مانینگ (ضریب زبری هیدرولیکی رودخانه ها). برای محاسبه آن از منابع جمع آوری شده ولایه های زمین شناسی وکاربری اراضی حوضه استفاده ودر جدول اطلاعاتی لایه مقاطع عرضی وارد شد.
ضریب زبری (n): افت طولی ناشی از زبری یکی از عمده افت های انرژی در رودخانه می باشد و نقش مؤثری در تراز آب و سرعت جریان در هر مقطع دارد. تعیین ضریب زبری مناسب که معرف شرایط واقعی رودخانه باشد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است که به همین دلیل در مراجع مختلف برای تخمین آن، روش ها و روابط زیادی ارائه شده اند. عوامل مؤثر بر مقدار ضریب مانینگ عبارتند از:
· زبری سطوح، مربوط به دانه بندی و اندازه ذراب بستر
· شکل بستر ناشی از بارهای رسوبی و تله ماسه ها
· پوشش گیاهی
· موانع عمودی در جهت جریان
· نامنظمی آبراهه و سیلابدشت
· راستای آبراهه و وجود پیچ و خم
· عمق آب
یکی از مؤثرترین روش های برآورد ضریب زبری روش cowan 1956 بوده و توسط مؤسسات سازمان حفاظت خاک آمریکا و مؤسسه u. s Geological survey water supply توصیه و بکار گرفته می شود.
در این روش بر اساس جنس آبراهه و یا سیلابدشت، مقدار پایه ای برای n انتخاب و برای پوشش گیاهی، نامنظمی مقطع، موانع عمودی، راستای آبراهه، تغییرات شکل و اندازه آبراهه، تصحیحاتی با استفاده از جدول ارائه شده، صورت می پذیرد و مقدار نهایی n تعیین می گردد
در این روش برای برآورد مقدار n از فرمول زیر استفاده می شود:
N=(NO+N1+N2+N3+N4)
NO: یک ضریب پایه است که بر اساس ذرات بستر مشخص می شود.
N1: مقدار تصحیح برای نامنظمی سطح کانال (Surface Irregularities)
N2: مقدار تصحیح برای تغییرات در شکل و اندازه و سطح مقطع جریان
N3: مقدار تصحیح برای موانعی که در مسیر جریان قرار دارند.
N4: مقدار تصحیح برای تأثیر گیاه در سرعت جریان
k مقدار تصحیح برای ایجاد میاندر در مسیر کانال :
توضیحات مربوط برای انتخاب مقادیر NO+N1+N2+N3+N4 و k در جدول شماره 2 ارائه شده است.
جدول (2): ضرایب زبری مانینگ در رودخانه اصلی و سیلاب دشت بر حسب عوامل مختلف
شرایط رودخانه | ضریب مانینگ | مقدار ضریب مانینگ | ||
نوع مصالح | بستر خاکی | NO | 0. 02 | |
بستر سنگی | 0. 025 | |||
شن ریز | 0. 024 | |||
شن درشت | 0. 028 | |||
درجه ناهمواری در یک سطح بستر کانال | صاف | N1 | 0 | |
کمی صاف | 0. 005 | |||
صاف متوسط | 0. 01 | |||
زبر | 0. 02 | |||
تغییرات در سطح مقطع رودخانه | تغییرات جزئی | N2 | 0 | |
تغییرات متوسط | 0. 005 | |||
تغییرات شدید | 0. 015-0. 01 | |||
وجود عوارض و موانع طبیعی | قابل اغماض | N3 | 0 | |
موانع کاری | 0. 015-0. 01 | |||
موانع زیاد | 0. 03-0. 02 | |||
موانع خیلی زیاد | 0. 06-0. 04 | |||
پوشش گیاهی | گیاهان کم ارتفاع | N4 | 0. 01-0. 005 | |
گیاهان متوسط | 0. 025-0. 01 | |||
گیاهان بلند | 0. 05-0. 025 | |||
گیاهان خیلی بلند | 0. 1-0. 05 | |||
درجه انحنای رودخانه | R | درجه انحنا | K | - |
1-1. 2 | کم مسیر | 1 | ||
1. 2-1. 5 | نسبتاً زیاد | 1. 15 | ||
- | زیاد | بیشتر از 1. 5 | ||
برای پیش بینی مشخصه های جریان در بازه ای از رودخانه نیاز به شرایط مرزی منطبق با طبیعت می باشد. شرایط مرزی معرف وضعیت ورودی و خروجی جریان در بالادست و پائین دست بازه مورد مطالعه، می باشد. شرایط مرزی که در بالادست و پائین دست اعمال می شود، عبارت از هیدروگراف جریان، هیدروگراف تراز آب، منحنی دبی- اشل، عمق بحرانی و عمق نرمال می باشد. برای انجام محاسبات حاضر شیب نرمال که مولد عمق نرمال است، به عنوان شرایط مرزی انتخاب شده که این شیب برای بازه مطالعاتی رودخانه سی مکان 0004/0 در نظر گرفته شده است و محاسبات در حالت ناماندگار اجرا شده است.
بررسی وکنترل نهائی لایه ها از لحاط مکانی وتوصیفی (این لایه ها نباید خطایی داشته باشند).
تبدیل لایه های اطلاعاتی از فرمت های GIS به فرمت های نرم افزار HEC-RAS.
ب- انتقال لایه های اصلی به نرم افزارHec Ras
اجرا برنامه Hec Ras.
وارد نمودن لایه های GIS به نرم افزار Hec Ras.
تهیه مقاطع عرضی وطولی رودخانه، شکل(13)
شکل(13): مقاطع عرضی وطولی رودخانه
تهیه پلان توصیفی مسیل سیل حوضه، شکل(14)
شکل(14): پلان توصیفی مسیل سیل حوضه
تهیه نقشه Geometric ،شکلهای (15 تا 20)
Geometric شکل(15): حوضه
شکل(16):نمودار پروفیل طولی سی مکان
شکل(17): نقشه توپوگرافی سی مکان
شکل(19): نقشه کلاس بندی فرسایش خاک
شکل(20): نقشه محدوده خطرش
بحث و نتایج
در این مقاله با کمک نرم افزار arc map و hec geo ras تجزیه و تحلیل های نهایی صورت میگیرد و خروجی های لازم جهت نتیجه گیری نهایی استخراج میشود.
تغییرات دبی در واحد زمان و در نتیجه تغییرات عمق و سرعت یک جریان غیر ماندگار نسبت به زمان می باشد. اما به دلایل زیر، در محاسبات پروفیل سطح آب، می توان از معادلات غیر ماندگار برای محاسبه حداکثر سطح آب برای دبی اوج سیلاب استفاده کرد:
· معمولاً ذخیره جریان در آبراهه تأثیر چندانی بر کاهش اوج سیلاب ندارد. به عبارت دیگر نتایج حاصل از روند یابی در رودخانه با جریان غیر ماندگار برای اوج آبنگار سیلاب، تفاوت چندانی با روندیابی در شرایط ماندگار برای آبدهی اوج ندارد.
· استفاده از مدل های حل معادلات مربوط به جریان غیر ماندگار مستلزم داده ها و ورودی بیشتر و دقت و مهارت می باشد و در نتیجه به نتایج مطلوب منجر می شود.
جریان در کانالهای روباز را می توان به سه دسته بحرانی، زیر بحرانی و فوق بحرانی تقسیم نمود. تعیین رژیم جریان به لحاظ رفتار جریان و روش محاسباتی پروفیل سطح آب، مهم می باشد.
1- انجام تجزیه وتحلیل های لازم، شکل(21)
شکل(21): نمایش لایه های اطلاعاتی در برنامه arc map
2- تهیه لایه های پهنه بندی کوتاه مدت وبلند مدت، شکل(22)
شکل(22): تهیه لایه های پهنه بندی کوتاه مدت و بلند مدت
3- تبدیل فایل های Hec Ras به ArcGIS.
4- تهیه نقشه های نهایی وسه بعدی کردن آنها. (شکلهای 23 و 24)
شکل(23): پهنه بندی کوتاه مدت سیل به صورت سه بعدی
شکل(24): پهنه بندی بلند مدت سیل به صورت سه بعدی
با توجه به مطالعات انجام شده وبررسی لایه های اطلاعاتی وتوصیفی آنها و همچنین لایه های سه بعدی و پهنه بندی سیلاب حوضه، موقعیت مکانی آن در منطقه ونقشه ژئومورفولوژی منطقه شکل(25)، نکات زیر جهت جمع بندی ارائه میشود:
1- در حوضه مورد مطالعه هیچ تاسیسات شهری وجود ندارد وتنها یک جاده از قطب آباد به خاوران وباب انار از داخل حوضه عبور میکند که به لحاظ اینکه در بالادست قرار گرفته، در هیچ شرایطی واز جمله سیلاب هایی با دوره برگشت بالا نمی تواند به آن خسارت وارد کند. شهر ها نیز در خار ج از حوضه آبریز واقع شده اند. اما در پایین دست روستاهای زیادی قرار گرفته اند که می تواند سیلاب های با دوره بازگشت بالا آنها را با مخاطره جدی بیاندازداراضی کشاورزی نیز در بالادست قرار گرفته و دور از منطقه پخش سیلاب است. در اطراف مسیر اصلی رودخانه مراتع وجوددارد، که باید حفاظت وتوسعه یابند.
2- لازم به توضیح است که مردم واهالی قیر نیز، طی سال های گذشته به اهمیت هرز آبهای این حوضه آبریز پی برده ودر پائین دست حوضه ودر محل خروجی آن، سدی جهت ذخیره سازی هرز آبها احداث کرده اند که عملکرد خوبی هم داشته است.
شکل(25): نقشه ژئومورفولوژی منطقه
سیلاب طرح از مهمترین مبانی طراحی اقدامات مهار سیلاب است زیرا تأثیر بسیار زیادی بر هزینه اجرای هر طرح دارد. به عبارت دیگر هر چه سیلاب طرح بزرگتر انتخاب شود، هزینه اجرای طرح های حفاظت در مقابل سیلاب بیشتر است.
در طرح های مهار سیلاب انتخاب سیلاب طراحی بستگی به درجه حفاظت مورد نیاز دارد. تأمین ایمنی یا حفاظت مطلق اراضی و تأسیسات در مقابل سیلاب نه تنها امکان پذیر نیست بلکه به دلیل نیاز به سرمایه گذاری هنگفت اولیه، امری غیر اقتصادی و نامعقول است. از این رو کشورهای مختلف با توجه به امکانات فنی و اقتصادی و نیز شرایط اجتماعی و زیست محیطی خود درجه معینی از ایمنی یا حفاظت را برگزیده و آن را در طرح های مهار سیلاب، به کار می برند. چون در انتخاب سیلاب طراحی باید یک احتمال خطر معقول یا به عبارت دیگر یک دوره بازگشت مناسب در نظر گرفته شود، بنابراین تصمیم گیری در این مورد اهمیت زیادی دارد و باید بر اساس ملاحظاتی مانند شکل هیدروگراف سیل، مشخصات فیزیوگرافی حوضه آبریز، اهمیت مناطق تحت حفاظت، محدودیت های فنی و اقتصادی، ملاحظات اجتماعی و زیست محیطی، صورت گیرد.
معیار انتخاب سیلاب طرح در طرح های مهار سیلاب معمولاً بر اساس موارد زیر است:
- تعیین دوره بازگشت سیلاب طرح بر اساس تحلیل اقتصادی یا نسبت سود به هزینه
- تعیین دوره بازگشت سیلاب طرح بر اساس استاندارد عملکرد
- تعیین دوره بازگشت سیلاب طرح بر اساس ملاحظات اجتماعی
با توجه به عدم وجود اطلاعات کافی، انتخاب سیل طراحی با روش جداول استاندارد انجام شد که در ادامه به توضیح آن پرداخته می شود.
شایان ذکر است که مطالب توضیح داده شده در این فصل، بر اساس راهنمای تعیین دوره بازگشت سیلاب طراحی برای کارهای مهندسی رودخانه (نشریه شماره 316، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور) می باشد.
تعیین سیلاب بر اساس استاندارد عملکرد
در این روش معیار انتخاب سیلاب طرح بر اساس استانداردهای متداول جهانی بوده که برای تحقق اهداف خاص طرح مناسب تشخیص داده شده اند. استانداردهای سیلاب طرح برای طرح های مهار سیلاب در تعداد زیادی از کشورهای دنیا و نیز توسط سازمان های بین المللی مانند سازمان ملل متحد یا مؤسسات وابسته به آن مانند: سازمان خواروبار و کشاورزی ملل متحد و برنامه عمران سازمان ملل متحد، کمیسیون بین المللی آبیاری و زهکشی و غیره بررسی و تدوین شده است.
این استانداردها بر حسب درجه حفاظت تأمین شده متفاوت است و استنتاج یک درجه حفاظت معقول از آنها برای سرتاسر جهان بسیار مشکل است و عموماً بر حسب شرایط خاص هر کشور و یا هر طرح و پروژه انتخاب می گردد.
معمولاً انتخاب سیلاب طرح به چهار گروه اصلی: مناطق کشاورزی، روستایی، صنعتی و شهری تقسیم می گردد که هر کدام از موارد خود به چند زیر گروه مانند: توسعه یافته، توسعه نیافته و غیره طبقه بندی می گردد.
جدول شماره 3 نمونه ای از استاندارد سیلاب طرح را در کشورهای مختلف جهان نشان می دهد. از جدول مزبور می توان نتیجه گیری کرد که دوره بازگشت سیلاب طرح برای مهار سیلاب در هر کشور متناسب با شرایط و امکانات آن کشور متغییر و اکثرأ بین 10 تا 100 سال است. دوره های بازگشت کمتر از ده سال برای اراضی کشاورزی توسعه نیافته و بیش از 100 سال برای مناطق صنعتی و تجاری توسعه یافته، مناسب می باشد.
جدول (3): نمونه ای از سیلهای استاندارد جهانی (دوره بازگشت سیل طراحی بر حسب سال)
دوره بازگشت برای نوع مناطق حفاظت شده (سال) | نام کشور | |||||
کلی | کشاورزی | روستایی | شهری (مسکونی) | صنعتی | تجاری | |
- | 5-50 | - | 50-100 | 50-100 | 50-100 | استرالیا |
- | - | - | 5 | - | 10 | برونی دارالسلام |
- | 5-10 | 30-100 | - | - | 100-500 | بلغارستان |
- | - | 100 | - | - | 200 | چین |
- | 10-200 | 10-200 | 10-200 | 10-200 | 10-200 | ژاپن |
- | 5-25 | 25-100 | 25-100 | 25-100 | 25-100 | آمریکا |
با توجه به اینکه در محدوده مورد مطالعه شهر و تأسیسات خاصی وجود ندارد و تنها تعدادی روستا و زمین های کشاورزی وجود دارد اگر برای انجام سیل بند اقدامی صورت گیرد بهتر است در شرایط عادی سیلاب طراحی 25 ساله را به عنوان سیلاب طراحی برای بازه مطالعاتی انتخاب نمود.
نتیجه گیری
پهنه بندی خطر سیلی در بحث مدیریت سیلاب و مهندسی رودخانه نقش به سزایی را ایفا می کند. بررسیهای صورت گرفته در این تحقیق نشان میدهد که به ازای دوره بازگشتهای طولانی تر میزان دبی بیشتر شده و پهنه سیلابی نیز وسعت بیشتری یافته است. البته تفاوت در گسترش پهنه سیلاب در دشت سیلابی برای دبی مشخص ناشی از ویژگی توپوگرافی مسیر رودخانه و دشت سیلابی، نوع کاربری اراضی و در پی آن ضریب زبری مانینگ مربوط به آن می باشد. در طول محدوده مورد مطالعه، بخش های که رودخانه دارای مسیر مستقیم می باشد نسبت به بخش های که مسیر رودخانه حالت پیچان رود دارد، از خطر آب گرفتگی کمتری برخوردار است. تغییر شدید و ناگهانی جهت و پیچش مسیر رودخانه در این محدوده باعث عدم توانایی کانال جهت عبور کامل جریان آب در خود و در نتیجه جاری شدن اب در سیلاب دشت می باشد. حدود ۹۰ درصد از مسیر کانال رودخانه در برابر دبی سیل با دوره بازگشت ۱۰ سال ایمن بوده و جریان سیل از آن عبور می کند. ولی به تدریج با افزایش دبی، کانال توانایی خود را در عبور جریان آب ناشی از سیل از دست می دهد و به مرور سیل سطح بیشتری از دشت اطراف رودخانه را در بر میگیرد. کانال رودخانه برای عبور جریان سیلی با دبی بالا (سیلی با دوره بازگشت ۲۵ سال) ناکارآمد بوده و نیاز به ایجاد دیوارههای حفاظتی در طول مسیر رودخانه جهت کاهش خسارات ناشی از سیل میباشد.
با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش می توان تلفیق مدل هیدرولیکی با GIS را روشی کارا، کم هزینه و دقیق جهت پهنه بندی سیلاب، تهیه نقشه خطر سیل و پیش بینی و برآورد خسارات ناشی از سیل با دوره بازگشتهای مختلف دانست. این مدل به کمک GIS با توجه به در نظر گرفتن میزان دبی سیلی، شرایط توپوگرافی و مشخصات هندسی رودخانه و منطقه، کاربری اراضی، عوارض متقاطع در طول مسیر جریان از جمله پل، شرایط مرزی بالادست و پایین دست جریان و با بهره گیری از معادلات جریان، انرژی و مانینگ توانایی خود جهت تهیه پهنه سیل و کاهش خسارات ناشی از آن را به اثبات رسانیده است. تهیه نقشه خطر سیل بر مبنای انرژی جریان علاوه بر این که به سبب بررسی تنها یک عامل انرژی موجب ساده سازی فرایند پهنه بندی خطر میگردد، با در نظر گرفتن دو مؤلفه عمق و سرعت و تلفیق هدفمند آن موجبات صرفه - جویی منابع را فراهم می آورد. از قابلیتهای سیستم اطلاعات جغرافیایی در تمام مراحل پژوهش از جمله استخراج مشخصات هندسی رودخانه و سیلاب دشت و شبیه سازی مورفولوژی بازه های مطالعاتی، تولید نقشه عمق و سرعت سیل با توجه به خروجی مدل هیدرولیکی، تجزیه وتحلیل همزمان نقشه های عمق و سرعت سیل به منظور تولید نقشه خطر سیل و درنهایت شناسایی مناطق مستعد سیل گیر و خطرناک استفاده می شود.
مناطق بالادست محدوده مورد مطالعه از لحاظ شرایط محیطی، ژئومورفولوژی و جغرافیایی خصوصیات خاص و ویژهای داشته به همین دلیل طی سالهای اخیر پدیده سیل اثرات منفی فراوانی در ابعاد مختلف بر این منطقه گذاشته است. از این رو توسعه سامانه کاربردی WEB GIS برای تهیه نقشه های خطر سیل به صورت آنی و در زمان واقعی جهت پیش بینی، مدیریت و کاهش خطرات برای مطالعات آینده پیشنهاد داده می شود. همچنین تاکید می شود که به سبب اهمیت در مطالعات آینده کل حوضه آبریز سیمکان از نظر خطرپذیری سیل مورد بررسی قرار گیرد.
منابع
1. افشین یدالله، ۱۳۷۳، رودخانه های ایران. وزارت نیرو.
2. جوان پوریا، محمدرضاپور محمود و میرزایی مهدی، ۱۳۹۲، پهنه بندی خطر سیل گرفتگی توسط معادله انرژی جریان و سیستم اطلاعات جغرافیایی، آب و فاضلاب، دوره ۲۴، شماره ۳، ص ۱۱۱-۱۰۱.
3. حسین زاده علی، ۱۳۸۳، پهنه بندی سیلاب با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS در محیط GIS (مطالعه موردی:
4. لاین - سو کلات نادر)، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ص ۱۰۱-۱
5. سازمان آب منطقه ای مازندران، ۱۳۶۸، گزارشی در مورد وضعیت هیدرولوژیکی رودخانه نکا در دشت جنوب گرگان.
6. شهرام درخشان، وحید غلامی و ادریس تقوی سلیمی، ۱۳۸۹، شبیه سازی رفتار هیدرولیکی رودخانه های گوهررود و سیاه رود با سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدل هیدرولیکی ، HEC-RAS، دوره ۱۶، شماره ۱۹، ص ۷۹-۶۵
7. عسکری علی بابا، ۱۳۵۰، به شهر یا اشرف البلاد.
8. غریب معصومه، مساعدی ابوالفضل، نجفی نژاد علی و یخکشی محمدابراهیم، ۱۳۸۶، پهنه بندی خطر و ارزیابی خسارت سیل (مطالعه موردی محدوده رودخانه قره چای در حومه شهر رامیان)، منابع طبیعی ایران، دوره ۶۰، شماره ۳، ص ۷۹۷-۷۸۵.
9. غفاری گلاله و امینی عطااله، ۱۳۸۹، مدیریت دشت های سیلابی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (G/S) (مطالعه موردی رودخانه قزل اوزن)، فضای جغرافیایی، دوره ۱۰، شماره ۳۲، ص ۱۳۴-۱۱۷.
10. غلامی و همکاران، ۱۳۸۴، پهنه بندی خطر سیلی با بکارگیری نرم افزار HEC-RAS و سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: رودخانه هراز)، کنفرانس بین المللی بالایای طبیعی. ص ۸۰-۶۸
11. یمانی مجتبی، تورانی مریم و چز غه سمیرا، ۱۳۹۱، تعیین پهنه های سیل گیر با استفاده از مدل HEC-RAS (مطالعه موردی: بالادست سد طالقان از پل گلینک تا پل وشته)، جغرافیا و مخاطرات طبیعی، دوره ۱، شماره ۱، ص ۱۶-۱.
12. عفیفی محمد ابراهیم، 1399، مدل سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل زنجیره ای مارکوف و مدل LCM (مطالعه موردی: شهر شیراز) نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی،دوره 20،شماره 56
13. عفیفی محمد ابراهیم، 1398، شبیه سازی بارش –رواناب و پتانسیل سیل خیزی با استفاده از مدل HEC-HMS و منطق فازی(مطالعه موردی حوضه آبریز رودبال در استان فارس)، فصلنامه جغرافیای طبیعی،دوره 12،شماره 46
14. عفیفی محمد ابراهیم، ارزیابی عوامل موثر بر مخاطرات سیلاب و تهیه نقشه حساسیت و احتمال وقوع آن با استفاده از مدل آنتروپی شانون (مطالعه موردی: حوضه آبخیز رودخانه فیروزآباد)، مدیریت مخاطرات محیطی، دوره 6، شماره2
15. Barr, T., 2002, Application of tools for hydraulic power point presentation. Upper Gotvand Hydroelectric Power Project Feasibility Study, Reservoir Operation Flood, 14p.
16. Barredo, J, and Lavalle, C, 2007, European flood risk mapping. Water Science and Technology, 56(4), 11-17.
17. Brunner, G. W., 1995, HEC-RAS River Analysis System. Hydraulic Reference Manual. Version 1.0", HYDROLOGIC ENGINEERING CENTER DAVISCA, pp. 1-143.
18. Demir, Vand Kisi, O, 2016, Flood hazard mappingby using geographic information system and hydraulic model: Mertriver, samsun, turkey, Advances in Meteorology, pp. 1-9.
19. Eum, Hyung-Il, and Slobodan P. Simonovic, 2009, City of London: Vulnerability of Infrastructure to Climate Change.
20. Federal Emergency Management Agency, 1993, Flood insurance study guideline and specification for contactors, United State of America.
21. Getahun, Y. S., & Gebre, S. L., 2015, Flood hazard assessment and mapping of flood inundation area of the Awash River Basin in Ethiopia using GIS and HEC-GEORAS/HECRAS Model”, Journal of Civil & Environmental Engineering. Vol. 5, No. 4, pp. 1-12.
22. Gichamo, T. Z., Popescu, I., Jonoski, A., & Solomatine, D, 2012, River cross-section extraction from the ASTER global DEM for flood modeling", Environmental Modelling & Software, 31, 37-46.
23. Goodell, C., & Warren, C, 2001, Flood Inundation Mapping using HEC-RAS, Obrasy Proyectos, 18-23.
24. Hill, M, 2001, Flood plain delineation using the HEC-GeoRAS extension for ArcView", Brigham Young University, 514p.
25. Khattak, M. S., Anwar, F., Saeed, T. U., Sharif, M., Sheraz, K., & Ahmed, A, 2016, Floodplain mapping using HEC-RAS and ArcGIS: a case study of Kabul River”, Arabian Journal for Science and Engineering, Vol. 41, No. 4, pp. 1375-1390..
26. Li, M., Wu, W., Wang, J., Che, Z., & Xie, Y, 2012, Simulating and mapping the risk of surge floods in multiple typhoon scenarios: a case study of Yuhuan County, Zhejiang Province, China , Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, Vol. 31, No. 3, pp. 645 659.
27. Merwade, V, 2009, Tutorial on using Hec-GeoRAS with ArcGIS 9.3 [online]”, West Lafayette: University of Purdue.
28. Yang j., R D Townsend and B. Daneshfer, 2006, Floodplain Visualization using TINS”, Center for in river network floodplain delineation'', Can. J. Civ. Eng. No: 33, pp: 19-28.
29. 22.Acement GS and Schneider V. R 1985. Guide for selecting MaSsnning, s roughness coefficent for natural channels and Flood Plains , Water Resources papar 2339 US Geological survey ,Washington DC.
30. 23.Abramovitz, J. (2001). Unnatural Disasters. Worldwatch Paper 158. World Watch Institute. Washington, DC.
31. 24.Anders, F. , S. Kimball, and R. Dolan (1989). Coastal Hazards: National Atlas of the UnitedStates. U. S. Geological Survey, Reston, VA.
32. 25.Bryant, E. A. (2005). Natural Hazards. Cambridge University Press. Cambridge, UK.
33. 26.Burton, I. and R. W. Kates (1964). The perception of natural hazards in resource management. Natural Resources Journal 3; 412–441.
34. 27.Burton, I. , R. Kates, and G. White (1978). The Environment as Hazard. Oxford UniversityPress, New York, 81–90.
35. 28.Gornitz, V. M. and T. W. White (1992). A Coastal Hazards Data Base for the U. S. EastCoast. Oak Ridge National Laboratory, nvironmental Sciences Division, PublicationNo. 3913 and 4101. Oak Ridge, TN.
36. 29.HEC-GeoRAS GIS Tools for Support of HEC-RAS Using ArcGIS 10 , May 2012.
37. Lindell, M. K. and C. S. Prater. (2003). Assessing Community Impacts of Natural Disasters. Natural Hazards Review 4(4) 176–185.
38. 30Mileti, D. (1999). Designing disasters: determining our future vulnerability. NaturalHazards Observer 22(1)1–3.
39. 31.Steinberg, T. (2000). Acts of God: The Unnatural History of Natural Disasters in America. Oxford University Press, New York.
40. 32.Tobin, G. and B. Montz (1997). Natural Hazards. New York: Guilford, New York, 5–15.
41. 33.Waugh, W. (1999). Living with Hazards, Dealing with Disasters: An introduction to emergencymanagement. M. E. Sharp: Armonk, NY.
42. 34.Weichselgartner, J. (2001). Disaster mitigation: the concept of vulnerability revisited. DisasterPrevention and Management 10(2): 85–94.