پهنه‌بندی خطر سیل با استفاده از مدل عددی CCHE2D در رودخانه حبله رود-بازه پایین‌دست روستای بن‌کوه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار گروه آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

در پژوهش حاضر با توجه به وضعیت رودخانه حبله رود در بازه پایین‌دست روستای بن-کوه در استان سمنان و احتمال وقوع سیل و خسارات ناشی از آن و در معرض بودن عناصر متعدد و باارزش واقع در سیلابدشت،  با استفاده از مدل عددی CCHE2D،  نقشه خطر سیل با دوره بازگشت 100 ساله به‌عنوان سیل مبنا تهیه شد. هدف از انجام این پژوهش، تعیین پهنه سیل مبنا و مشخص کردن مناطق در معرض خطر در راستای مدیریت ریسک سیل است. بدین منظور، ابتدا داده‌های موردنیاز برای اجرای مدل در منطقه موردمطالعه از قبیل نقشه بزرگ‌مقیاس توپوگرافی تهیه‌شده و مشخصات جریان (سرعت و عمق) اندازه‌گیری شد و سپس شبکه محاسباتی تنظیم شد. واسنجی مدل به‌منظور ارائه بهترین برآورد مدل ابتدا از طریق انتخاب شبکه برتر و سپس با تغییر ضریب زبری انجام شد. صحت سنجی شبیه‌سازی انجام‌شده با مقایسه نتایج برآوردی مدل با مقادیر برداشت‌شده سرعت و عمق جریان در سه مقطع در طول بازه انجام شد. خطای مدل برای پارامتر سرعت جریان، با شاخص‌های RMSE  و MAE  به ترتیب برابر084/0 و 41/7 درصد برآورد شد. با توجه به نقشه خطر سیل با دوره بازگشت 100 ساله مشخص شد که  عمدتاً مناطقی که دارای کاربری‌های باغ، زراعت، مرتع و مسکونی هستند زیر پوشش سیل 100 ساله قرار خواهند گرفت و تقریباً 18 درصد منطقه در طبقه خطر متوسط و زیاد قرار خواهد داشت. انتقال ‌یافته‌های این تحقیق به جوامع محلی به‌صورت نقشه و نمایش وضعیت قرارگیری کاربری‌های مختلف در پهنه سیل 100 ساله می‌تواند در ارتقاء آگاهی و ادراک آن‌ها از خطر سیل بسیار مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Flood hazard mapping using the CCHE2D numerical model in the Hable-rud River-a reach located downstream of Bone-Kuh Village

نویسندگان [English]

  • Saeed Poorzaman 1
  • Amir Sadoddin 2
  • Abdolreza Bahremand 2
1 PhD student in Watershed Management Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran.
2 Associate Professor, Faculty of Range and Watershed Management, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resource, Iran.
چکیده [English]

In this research, given the condition of the Hable-rud River in a reach placed downstream of Bone-Kuh Village in Semnan Province, probability of flood occurrence and consequent damages, and also the exposure of various valuable elements of the floodplain to floods, using the CCHE2D numerical model, the flood hazard map was created for the 100-year return period as the base-flood. This research aims to map the base-flood zone and to identify the areas exposed to the flood in line with flood risk management.  For this purpose, the required data for modeling, such as a large-scale topography map were prepared and flow characteristics (velocity and depth) were measured in the study area. Consequently, the computational grid has been assigned. To achieve the best simulation, the model calibration was performed by choosing the superior network and by changing the roughness coefficient. To evaluate the simulation, the model estimations were compared with the measured values for velocity and flow depth in three sections along the reach. For flow velocity, the model error was estimated to be 0.084 and 7.41% considering the RMSE and the MAE criteria, respectively. Given the flood hazard map created for the return period of 100-year, it is predicted that the area which is covered by orchards, croplands, and rangelands will be inundated with the base flood. Also, the analysis shows that about 18% of the study area is located in the moderate to high flood risk classes.  Providing the findings of this research to the local communities in the form of the map illustrating the position of various land uses on the 100-year return period flood zone can be very effective in enhancing awareness and flood risk perception of them.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flood hazard
  • CCHE2D model
  • The Hable-rud River
  • Bone-Kuh Village
پورزمان، سعید. سعدالدین، امیر. بهره مند، عبدالرضا. (1395). پهنه بندی سیل با دبی با دوره بازگشت های مختلف با استفاده از مدل هیدرودینامیکی CCHE2D ، مطالعه موردی: رودخانه حبله رود. منطقه بنکوه،اولین همایش بین المللی و دومین همایش ملی کشاورزی،محیط زیست و امنیت غذایی،جیرفت، https://civilica.com/doc/638431
خسروی، غلامرضا. (1391). شبیه­سازی عددی جریان و رسوب توسط مدل CCHE2D (مطالعه موردی :پیچانرود پایین دست میناب)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه هرمزگان.
خیری زاده, منصور, ملکی, جبرئیل, عمونیا, حمید. (1397). پهنه‎بندی پتانسیل خطر وقوع سیلاب در حوضه‎ی آبریز مردق‌چای با استفاده از مدل ANP . پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی،1(3):56-39
رستمی، نورالدین. کاظمی، یونس. (۱۳۹۸). پهنه‌بندی خطر سیلاب در محدوده شهر ایلام با استفاده از روش AHP و GIS. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. ، ۶ (۱) :۱۷۹-۱۹۲. DOI: 10.29252/jsaeh.6.1.10
رئیسی، امین. مهرفر، حسام‌الدین. محمدی مطلق، رضا. معتضدی، احمد. (۱۳۹۷). بررسی نحوه رسوبگذاری و فرسایش‌پذیری در قوس رودخانه با استفاده از مدل دوبعدی CCHE2D، (مطالعه موردی: بازه‌ای از رودخانه کرخه). فصلنامه مهندسی عمران و سازه.; ۲ (۳) :۳۸-۴۹
قمی اویلی، فرشته. صادقیان، محمدصادق. جاوید، امیرحسین. میرباقری، سید احمد. (١٣89). شبیه‌سازی پهنه سیل با استفاده مدل
RAS-HEC ، مطالعه موردی: رودخانه کارون حدفاصل بند قیر تا اهواز، فصلنامه علوم و فنون منابع طبیعی، سال پنجم، شماره اول، بهار: 115-105
کمان­بدست، امیرعباس. (1390). آموزش نرم­افزار CCHE2D (راهنمای تشکیل و شبیه­سازی رسوب و الگوی جریان)، دانشگاه آزاد اسلامی اهواز، 308 صفحه.
ملک عباسلو، احسان. حاجی کندی، هومن. محمودی وانعلیا، محسن و وثوق، مسعود. (1391). پهنه‌بندی سیلاب در رودخانه‌های مخروط افکنه ای با استفاده از مدل دوبعدی CCHE2D،یازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران،ارومیه،https://civilica.com/doc/186341
یزدانی محمدرضا، ذوالفقاری علی‌اصغر. (1395). بررسی اثر شاخص‌های پیوند از دور بر میزان کارایی پیش‌بینی جریان رودخانه (مطالعه موردی: حوضه رودخانه حبله رود). مرتع و آبخیزداری (منابع طبیعی ایران). [cited 2021May02];69(2):515-528. Available from: https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=299264
Acreman.S and Farquharson.T, 1992, Extracting topographic structure from digital elevation data for geographic information systems analysis. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 54(11),1593-1600
Balica S.F. 3, Q. Dinh 2 and I. Popescu.(2015). Vulnerability and exposure in developed and developing countries: Large-scale assessments, In:  Hydro-Meteorological hazards, risks, and disasters, Ed.: Shroder, J.F., Paron, P., Baldassarre, G.D., Elsevier Pub. 288 pp.
Fernandez D.S. and M.A. Lutz. 2010. Urban Flood Hazard Zoning in Tucuman Province, Argentina, Using GIS and Multicriteria Decision Analysis, Engineering Geology, 111: 90-98
Jia,Y., Zhang,Y., Wang,S., Raible,A.,2006. Numerical Simulations of channel Response to the river in Structures in Arkansas river, The 7th Int. Conf. on Hydroscience and Engineering ICHE-2006. Sep. 10 – Sep. 13, Philadelphia, USA.
Salunkhe, S.S., Rao, S.S., Prabu, I. et al. (2018).Flood Inundation Hazard Modelling Using CCHE2D Hydrodynamic Model and Geospatial Data for Embankment Breaching Scenario of Brahmaputra River in Assam. J Indian Soc Remote Sens 46, 915–925. https://doi.org/10.1007/s12524-018-0749-3
Semswa (Southeast metro Stormwater authority), 2007. Floodplain terminology,  https://www. semswa. org/floodplain-terminology.aspx.
  • تاریخ دریافت: 03 آبان 1399
  • تاریخ بازنگری: 09 مرداد 1400
  • تاریخ پذیرش: 28 مهر 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 28 مهر 1400
  • تاریخ انتشار: 01 خرداد 1401