ارائه یک مدل ساده برای تعیین مناطق در خطر سیل

حساس, حمید; عزیزیان, ابوالفضل; قاسمی, محسن

doi:10.22111/jneh.2020.31011.1549

ارائه یک مدل ساده برای تعیین مناطق در خطر سیل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانش آموخته کارشناسی ارشد آبخیرداری، دانشگاه اردکان

² استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه اردکان

³ دانش آموخته دکتری علوم و مهندسی آب، دانشگاه صنعتی اصفهان

10.22111/jneh.2020.31011.1549

چکیده

تعیین محل‌های دارای پتانسیل بالای سیل‌گیری یکی از اقدامات اساسی برای کاهش خطرات سیل می‌باشد. در تحقیق حاضر اقدام به مدلسازی گسترش سیل با استفاده از طراحی نرم‌افزار آنلاین تحت وب با قابلیت پهنه‌بندی مناطق با پتانسیل سیل‌گیری از طریق به کارگیری داده‌های DEM نقشه‌های گوگل شده است. برای این منظور ابتدا بازه مورد نظر در رودخانه روی نقشه گوگل انتخاب شده و سپس در هر مقطع انتخابی حداکثر سطح مقطع برای عبور جریان محاسبه می‌گردد. با توجه به میانگین مقاطع در کل بازه و ویژگی‌های فیزیکی بازه انتخابی حداکثر دبی عبوری از بازه محاسبه می‌گردد. با این دبی پهنه ایمن گذر سیلاب روی نقشه مشخص می‌‌شود. برای دبی‌های بیش از دبی ایمن نرم‌افزار، مقطع به مقطع به محاسبه پهنه‌های در معرض خطر سیل می‌پردازد و در نهایت نقشه اراضی متاثر از سیل در حاشیه بازه انتخابی ترسیم می‌گردد. برای نمونه ابتدا مراحل آزمایش نرم‌افزار بر روی رودخانه خشک شیراز که به دریاچه مهارلو می‌ریزد مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج رضایت‌بخش بود. پس از آن اقدام به بررسی واقعه سیل اکتبر 2011 در رودخانه شهر آیوتایا در کشور تایلند گردید. بررسی تصویر ماهواره‌ای این سیل در کنار بررسی نقشه‌های توپوگرافی مسیر عبور رودخانه حاکی از وقوع سیلابی با دبی اوج 01/4113 متر مکعب بر ثانیه بود که در مقایسه با دبی 4200 متر مکعب بر ثانیه ثبت شده از آن واقعه سیل 1/2 درصد اختلاف داشت. در صورتی که این سیلاب با وضعیت فعلی منطقه رخ بدهد پهنه سیل گیر محاسبه شده در مقایسه با مساحت متاثر از سیل سال 2011 به میزان 63/17 کمتر است. همچنین سیل فروردین 1398 شیراز نیز شبیه سازی شد که باز گزارش هیأت ویژه بررسی سیلاب‌ها تطابق خوبی داشت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A Simple Model for determining flood hazard areas

نویسندگان [English]

Hamid Hassas ¹
Abolfazl Azizian ²
Mohsen Ghasemi ³

¹ MSc. Graduate of Watershed Management, Ardakan University, Ardakan, Iran.

² Assistant Professor, Department of water Science and Engineering, Ardakan University, Ardakan, Iran

³ Ph.D. Graduate of Water Science and Engineering, Isfahan University of technology, Isfahan, Iran

چکیده [English]

Determination of the submergible area by flood provides a fundamental tool for reducing flood risks. Therefore, in this research, flood spreading modeling was designed using web-based software with the capability of zoning submerged areas by Google Maps DEM Data. For this purpose, at the first, a specified interval of a river is selected on the map. Then, at each selected section, the maximum cross-sectional area for passing flow is calculated. Then, based on the average of the cross-section area for the total interval and the physical properties of the selected river interval, the maximum flow rate is calculated. For this flow rate, the safe area of the flood is marked on the map. For a greater flow rate, the software determined the areas at risk of flooding, and ultimately the flood risk map is specified. For example, the software was applied for a seasonal river in Shiraz, which sinks to the Maharlu Lake with satisfactory results. Afterward, the October 2011 flood event of Ayutthaya River in Thailand was investigated, where satellite images of the flood-affected areas were available. Investigation of the satellite image of this flood along with the survey of topographic maps of the river route indicated peak discharge of the flood was 4113.01 m3/s, which differed as 2.1 percent as compared to a record of 4200 m3/s (real measured peak flow). If the flood occurs with the current situation in the area, the flooded area decreased by 17.63% compared with the submerged area in 2011. Furthermore, simulation of the March 2019 Shiraz Flood by the model was in good agreement with the report of the Special Committee of 2019 Iran Floods.

کلیدواژه‌ها [English]

Flood Zoning
Shiraz Quran-Gate Flood
Flood Risk
Google Maps

مراجع

ثروتی، محمدرضا، احمدی، محمود، نصرتی، کاظم، مزبانی، مهدی، (۱۳۹2)، پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی حوضه آبخیز سراب دره شهر(مطالعه موردی حوضه آبخیز سراب دره شهر)، جغرافیا، سال یازدهم، شماره ۳۶، صص 77-55.

جمالی، میثم، مقیمی، ابراهیم، جعفرپور، زین العابدین، کردوانی، پرویز، (1394)، تحلیل فضایی مخاطرات ژئومورفولوژیکی توسعهی شهر در حریم رودخانهی خشک کلان شهر شیراز. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال دوم، شماره 3، صص 61-51.

راد، مژگان، وفاخواه، مهدی، غلامعلی فرد، مهدی، (1397)، پهنه بندی سیل با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-RAS در پایین دست حوضه آبخیز خرم آباد، مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره 7، شماره 16، صص 226-211.

رفاهی، حسینقلی، (1394)، فرسایش ابی و کنترل آن. انشارات دانشگاه تهران، 647ص.

سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور، (1384)، راهنمای پهنه بندی سیل و تعیین حد بستر و حریم رودخانه. نشریه شماره 307، انتشارات سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور، 106ص.

شادمانی، مجتبی، معروفی، صفر، محمدی، کورش، سبزی پور، علی اکبر، (۱۳۹۰)، مدل‌سازی منطقه‌ای دبی سیلابی در استان همدان با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی استان همدان)، مجله پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک، جلد 18، شماره 4، صص 42-21.

لاجوردی، محمود، خالدی، شهریار، ستاری، شاپور، (۱۳۹۲)، پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی حوضه آبریز مردق چای﴿آذربایجان شرقی﴾، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی، سال ۱۷، شماره ۴۴، صص 255-237.

لشکری، حسن، رشیدی، علی، رضایی، علی، (۱۳۹۲). پهنه‌بندی سیلاب رودخانه زرینه‌رود با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-RAS در محیط GIS (مطالعه موردی رودخانه زرینه‌رود واقع در آذربایجان غربی)، پژوهش‌های دانش و زمین،سال سوم، شماره ۱۳، صص 68-51.

مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، (1396). اطلاعات آماری دبی رودخانه خشک شیراز (مکاتبه شخصی).

ولیزاده کامران، خلیل، (1386)، کابرد GIS در پهنه بندی خظر سیلاب (مطالعه موردی: حوضه رود لیقوان). مجله فضای جغرافیایی، سال هفتم، شماره 20، صص 170-153.

هیأت ویژه گزارش ملی سیلابها، (1398)، روایت سیلابهای 98-1397 ایران. 105ص.

یمانی، مجتبی، داورزنی، زهرا، دادرسی، ابوالقاسم، (۱۳۹۱)، ارزیابی مدل منطق فازی در مقایسه با سایر مدل‌های مفهومی در پهنه‌بندی سیل‌خیزی با تأکید بر ویژگی‌های ژئومورفولوژیک، مورد شناسی حوضه داورزن(مطالعه موردی حوضه داورزن). جغرافیا و آمایش شهری- منطقه‌ای، دوره 2، شماره ۵، صص 134-121.

Al-Weshah. R.A., El-Khoury, F., (1999), Flood analysis and mitigation for Petra area in Jordan, Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 3, pp.170-177.

Anderson, H.L., Chen, Z.Q., Kavvas, M.L., Feldman, A., (2002), Coupling HEC-HMS with atmospheric models for prediction of watershed runoff, ASCE Journal of Hydrologic Engineering, Vol. 7, No. 4, pp. 321-318.

Du, J., Qiana, L., Rui, H., Zuo, T., Zhenga, D., Xu, Y., Xu, CY., (2012), Assessing the effects of urbanization on annual runoff and flood events using an integrated hydrological modeling system for Qinhuai River basin, China. Journal of Hydrology, Vol. 464-465, pp. 127-139.

Fernandez, D.S., Lutz, M.A., (2010), Urban flood hazard zoning in Tucumán Province, Argentina, using GIS and multicriteria decision analysis. Engineering Geology, Vol. 111, No. 1, pp. 90-98.

Gale, E.L., Saunders, M., (2013), The 2011 Thailand flood: climate causes and return periods, Weather, Vol. 68, No. 9, pp. 233-237.

Hudson, P. Botzen, W. J. W. Kreibich, H. Bubeck, P. Aerts, J. C. J. H. (2014), Evaluating the effectiveness of Flood Damage Mitigation Measures by the Application of Propensity Score Matching, Natural Hazards, and Earth System Science, 14, 7, pp. 1731-1747.

Khattak, M. S. Anwar, F. Usman Saeed, T. Sharif, M. Sheraz, K. Ahmed, A. (2016), Floodplain Mapping Using HEC-RAS and ArcGIS: A Case Study of Kabul River, Research Article – Civil engineering, 40, pp. 1375-1390.

Perera, E. D. P. Hiroe, A. Shrestha, D. Fukami, K. Basnyat, D. B. Gautam, S. Hasegawa, A. Uenoyama, T. Tanaka, S., (2015), Community-based Flood Damage Assessment Approach for Lower West Rapti River basin in Nepal under the Impact of Climate Change, Natural Hazards, 75, pp. 669-699.

Rad, M., Vafakhah, M., Gholamalifard, M., (2018), Flood mapping using the HEC-RAS hydraulic model in part of Khorramabad watershed, Journal of Natural Environmental Hazards, Vol.07, Issue 16, pp. 211-226.

Silva, F. V. Bonuma, N. B. Uda, P. K. (2014), Flood Mapping In Urban Area Using Hec-Ras Model Supported By GIS, 6th International Conference on Flood Management, Sau Paulo, Brazil, pp. 1-9.

Suriya, S., Mudgal, B.V., (2012), Impact of urbanization on flooding: The Thirusoolam sub-watershed–A case study, Journal of Hydrology, Vol. 412-413, pp. 210-219.

Suwanwerakamtorn, R., (1994), GIS and hydrologic modeling for management of small watersheds, ITC Journal, Vol. 4, pp. 343-349.

Tripathi, R., Sengupta, S.K., Patra, A., Chang, H., Jung, I., (2014), Climate change, urban development, and community perception of an extreme flood: A case study of Vernonia, Oregon, USA. Applied Geography, Vol. 46, pp.137-146.