اولویت‌بندی سیل‌خیزی واحدهای هیدرولوژیک مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز پل شاه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌‌آموختۀ کارشناسی ارشدژئومورفولوژی، گروه محیط زیست، دانشکدۀ منابع طبیعی دریا،دانشگاه علوم و فنون دریایی‌خرمشهر، خرمشهر، ایران

2 استادیار ژئومورفولوژی، گروه محیط زیست، دانشکدۀ منابع طبیعی دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران

3 استادیار مهندسی آب، گروه مهندسی آب، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

تعیین پتانسیل سیل‌خیزی حوضه‌های آبخیز و اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها، یکی از مهم‌ترین اقدامات در مطالعات آمایش سرزمین محسوب می‌شود. در تحقیق حاضر اولویت‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی زیرحوضه‌ها در آبخیز پل‌شاه در استان کرمانشاه انجام شد. بدین منظور ابتدا داده‌ها و لایه‌های مختلف از قبیل کاربری اراضی، اقلیم و هیدروگراف سیلاب و بارش متناظر منطقه مطالعاتی تهیه گردید. سپس با کنترل داده‌های متناظر بارش و سیلاب، دو رویداد در مرحله واسنجی (22/08/1391 و 06/09/1391) و یک رویداد در مرحله اعتبارسنجی (20/12/92) بکار گرفته شدند. به‌منظور شبیه‌سازی بارش-رواناب از روش SCS و برای تعیین تلفات اولیه از روش شماره منحنی از نرم‌افزار HEC-HMS استفاده شد. ارزیابی مدل با ضریب ناش-ساتکلیف انجام شد. همچنین به‌منظور تعیین بارش طرح، از توزیع‌های آماری در نرم‌افزار SMADA در دوره آماری 1377-1394 استفاده گردید. نتایج نشان داد ضریب کارایی مدل بعد از واسنجی برای هر دو رویداد مثبت بوده و به 872/0 و 173/0 ارتقاء یافته‌اند. همچنین درصد خطای دبی اوج نیز صفر شد. در مرحله اعتبارسنجی بر اساس میانگین مقادیر اصلاح‌شده شماره منحنی و تلفات اولیه نیز، ضریب کارایی برابر 336/0 و خطای دبی اوج، 8 درصد شد که دقت و صحت مدل‌سازی به اثبات رسید. در بررسی پتانسیل سیل‌خیزی مشخص شد که بارش طرح با مقدار 93 میلی‌متر قادر است سیلابی با دبی اوج m3/s 200 در خروجی حوضه ایجاد نماید. با بررسی سهم مشارکت زیرحوضه‌ها مشخص شد که زیرحوضه‌های خروجی به دلیل وضعیت زمین‌شناسی و پوشش، پتانسیل سیل‌خیزی بیشتری داشته و زیرحوضه‌های بالادست سیل‌خیزی کمتری دارند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prioritization Flood risk of Hydrologic Units (Case Study: Pole Shah Catchment)

نویسندگان [English]

  • bahareh azami babani 1
  • Mehdi Mumipour 2
  • arash azari 3
3 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Razi University, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

Determining of flooding potential and prioritization of sub-catchments based on it, is one of the most important issues in the landuse planning studies. In this study flooding prioritization of sub-catchments in the Pole-Shah catchment, Kermanshah province, Iran was carried out. For this purpose, different data layers such as physiographic condition, climate, geology, soil, landuse, landcover and annual flood hydrograph of the study area were used. Then by checking the rainfall data and its related flood data, two events were selected for calibration and one event was selected for validation. SCS method was used for rainfall-runoff simulation. Curve Number method was used in HEC-HMS software for determining of initial losses. The model evaluation was conducted by Nash-Sutcliffe index. To determine the unit rainfall, the statistical distribution methods were used in SMADA software using statistics of 1998-2015 period. The results showed that model efficiency coefficient is positive for both events after calibration and rose to 0.872 and 0.173. In The validation process, based on the average adjusted of curve number and the initial losses, the efficiency ratio was 0.336 and peak flow error was 8 % that shows the accuracy of the model. The unit rainfall by 93 mm may leads to a 200 m3/s peak flow in the outlet. The results shows that sub-catchments located in the catchment outlet have a high flooding risk because of their geologic and land cover conditions; while sub-catchments located in the upstream have a low flooding risk.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flooding risk
  • HEC-HMS
  • Initial losses
  • Curves Number
  • Pole-Shah Catchment

بدری، بهرام؛ رفعت زارع‌بیدکی؛ افشین هنربخش؛ فاطمه آتشخوار (1395). اولویت‌بندی زیرحوضه‌های آبخیز بهشت‌آباد از‌نظر پتانسیل سیل‌خیزی، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی 48 (1): 158-143

عباسی، محمد؛ محسن محسنی‌ساروی؛ میرمسعود خیرخواه؛ شهرام خلیقی‌سیگارودی؛ قباد رستمی‌زاد؛ مجید حسینی (1389). بررسی تأثیر فعالیت‌های آبخیزداری در زمان تمرکز و شمارۀ منحنی حوزه با بهره‌گیری از مدل HEC-HMS (بررسی موردی: حوزۀ آبخیز کن تهران)، نشریۀ مرتع و آبخیزداری، مجلۀ منابع طبیعی ایران دانشگاه تهران، 63(3): 385-375.

بهرامی، سیدعلیرضا؛ مجید اونق؛ حسن فرازجو (1390). نقش روندیابی رودخانه در شناسایی و اولویت‌بندی واحدهای هیدرولوژیک حوضۀ سد بوستان ازنظر سیل‌خیزی و ارائۀ راهکارهای مدیریتی، مجلۀ حفاظت منابع آب‌وخاک. 1 (1): 27-11.

بیدل، رامین؛  عبدالرسول تلوری؛ مسعود گودرزی (1388). الگوی توزیع زمانی بارش در استان کرمانشاه. مجلۀ مهندسی و مدیریت آبخیز. 1(3): 189-200.

ثقفیان، بهرام؛ حسن فرازجو (1386). تعیین مناطق مولد سیل و اولویت‌بندی سیل‌خیزی واحدهای هیدرولوژیک حوزۀ سد گلستان، مجلۀ علوم و مهندسی آبخیزداری. شمارۀ 1. صفحات 11-1.

حسینی، علیرضا؛ زهرا حجازی‌زاده (1394). بررسی نقش مشارکت زیرحوضه‌های آبخیز در شدت سیل‌خیزی با استفاده از مدل هیدرولوژیک HEC-HMS (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز طالقان)، کنفرانس و نمایشگاه مهندسی آب. تهران. شرکت همایش فرازان کاراهیوا. 12 ص.

دارابی، حمید؛ کریم سلیمانی؛ کاکا شاهدی؛ میرحسن میریعقوب‌زاده (1391). اولویت‌بندی سیل‌خیزی زیرحوضه‌های آبخیز براساس پارامترهای مورفومتریک با استفاده از تکنیک GIS، محیط‌زیست و توسعه. 3 (5): 14-7.

رزمجویی،نازیلا؛ محمدمهدوی؛ محسن محسنی‌ساروی؛ بهارک معتمدوزیری (1392). ارزیابی کارایی روش‌های شمارۀ منحنی و روش استدلالی در برآورد دبی اوج سیل (حوزۀ آبخیز وردیج). دومین همایش ملی توسعۀ پایدار کشاورزی و محیط زیست سالم، همدان- شرکت هم‌اندیشان محیط‌زیست فردا، 9 ص.

رضوی‌زاده، سمانه؛ کاکا شاهدی (1395). اولویت‌بندی سیلخیزی زیرحوضه‌های آبخیز طالقان با استفاده از تلفیق AHP و TOPSIS، فصلنامۀ اکوسیستم‌های طبیعی ایران. 7 (4): 33-46.

رفیعی‌ساردویی، الهام؛ شهرام خلیقی‌سیگارودی؛ علی آذره؛ محمد رستمی‌خلج (1394). کاربرد مدی HEC-HMS  در اولویت‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی حوضۀ آبخیز بالادست سدکرج،نشریۀ علوم و مهندسی آبخیزداری9(28):53-56.

زهتابیان، غلامرضا؛ جمال قدوسی؛ حسن احمدی؛ مجتبی خلیلی‌زاده (1388) بررسی اولویت پتانسیل سیل‌خیزی زیرحوضه‌های آبخیز و تعیین مناطق مولد سیل در آن (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز مارمه- استان‌فارس)، فصلنامۀ جغرافیای طبیعی،2(6): 13-1.

سلیمانی‌ساردو، فرشاد؛ سعید سلطانی کوپایی؛ علی سلاجقه (1391). انتخاب شاخص سیل‌خیزی مناسب یا استفاده از مدل بارش-رواناب و تکنیک‌های GIS و RS (مطالعۀ موردی: حوضۀ سد جیرفت)، پژوهش‌نامۀ مدیریت حوضۀ آبخیز، 4 (8): 105-90.

صادقی، سیدحمیدرضا؛ محمد مهدوی؛ سیده لاله رضوی (1387). واسنجی ضریب شاخص حداکثر ذخیره و شمارۀ منحنی مدل SCS در حوزه‌های آبخیز امامه، کسیلیان، درجزین و خانمیرزا، مجلۀ علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. انجمن آبخیزداری ایران. 2(4): 12-24.

علیزاده، امین (1378). اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ یازدهم، انتشارات دانشگاه امام رضا (ع)، مشهد، 622 صفحه.

کمالی، مهدی؛ کریم سلیمانی؛ کاکا شاهدی؛ امیر نوشهری؛ افشین گمرکچی (1394). تعیین نقاط سیل‌خیز و اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها در حوضۀ آبخیز باراجین شهر قزوین با استفاده از تلفیق مدی HEC-HMS  و سیستم اطلاعات جغرافیایی، نشریۀ علوم و مهندسی آبخیزداری ایران 9 (29): 34- 27.

ملکیان، آرش (1381). بررسی و ارزیابی کارایی و واسنجی روش شمارۀ منحنی در برآورد رواناب، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه تهران، 179 صفحه.

مهدوی، محمد (1381). هیدرولوژی کاربردی، جلد اول. چاپ سوم. انتشارات دانشگاه تهران. تهران. 437 صفحه.

مهدوی، محمد (1381). هیدرولوژی کاربردی. جلد دوم، انتشارات دانشگاه تهران، تهران، 440 صفحه.

نوری، فریده؛ جواد بهمنش؛ بایرامعلی محمدنژاد؛ حسین رضایی (1391). ارزیابی مدل WMS/HEC-HMS در پیش‌بینی سیلاب حوضۀ آبریز قروه، مجلۀ پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک، 19 (4): 210-201.

Abdul Rahaman, S., Abdul Ajee, S., Aruchamy, S. And  Jegankuma, R (2015). Prioritization of Sub Watershed Based on Morphometric Characteristics Using Fuzzy Analytical Hierarchy Process and Geographical Information System – A Study of Kallar Watershed, Tamil Nadu. Aquatic Procedia 4, 1322-1330.

Jaiswal, R.K., Ghosh, N.C., Galkate, R.V. and Thomas, T. (2015). Multi Criteria Decision Analysis (MCDA) for watershed Prioritization. Aquatic Procedia 4, 1553-1560.

Javed, A.; Mohd Yousuf, K. & Rizwan, A (2009). Prioritization of Sub-watersheds based on Morphometric and LandUse Analysis using Remote Sensing and GIS Techniques, J. Indian Soc. Remote Sense, 37: 261- 274.

Mishra, S & Nagarajan, R (2010). Morphometric analysis and prioritization of sub-watersheds using GIS and Remote sensing techniques: a case study of odisha, India, International Journal of Geomatics and Geoscience, 3: 501-510.