ترویج و توسعه آبخیزداری
کاربرد مدل‌های ریاضی و سیستم‌های اطلاعات‌جغرافیایی در تولید نقشه‌های پهنه‌بندی سیلاب (مطالعه موردی رودخانه اترک)
نویسنده
عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری
چکیده
در پروژه‌های حریم‌یابی رودخانه‌ها، هدف از مطالعات هیدرولیک رودخانه، تعیین حد حریم و بستر رودخانه و ظرفیت عبور سیلاب در دوره بازگشت‌های مختلف می‌باشد. تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی سیلاب به‌عنوان اولین گام در مدیریت ریسک سیلاب محسوب می‌شود. این نقشه‌ها نمایانگر مناطق پر خطر بوده که نه تنها بر اساس تجزیه وتحلیل و شبیه‌سازی جریان سیلاب در وضعیت فعلی محاسبه شده‌اند بلکه سیلابهای تاریخی و محدوده‌های در معرض خطر شکست سازه‌های مهار سیلاب را در حالت‌های احتمالی نیز نمایش می‌دهند. این نقشه‌ها نقش مهمی در رسیدن به مناطق پرخطر سیلاب را نیز ایفاد می‌نمایند. درحال حاضر استفاده از مدل‌های ریاضی، حل معادلات حاکم بر جریان را آسان نموده و در جامعه مهندسی برای شبیه‌سازی سیلاب در تحلیل‌های مدیریتی نیز کاربرد فراوانی پیدا کرده است. در این مقاله نتایج شبیه‌سازی هیدرولیکی در بازه‌ای از رودخانه‌ی اترک واقع در استان خراسان‌شمالی از روستای سیساب تا عشق‌آباد، به طول حدود 100 کیلومتر، و با درنظرگرفتن بیش از 50 شاخه ورودی به رودخانه‌ی اترک، با به‌کارگیری توام مدل‌های HEC_GEORAS، HEC_RASو ARC GIS به‌منظور تعیین پهنه‌های سیل‌گیر منطقه ارائه شده است به‌طوری‌که ابتدا پس از تعیین مقادیر هیدروگراف سیلاب با دوره بازگشت‌های مختلف، مناطق سیلاب‌دشت هدف و رودخانه‌ی اصلی با مقیاس مناسب نقشه‌برداری گردید. شایان ذکر است تعیین سیلاب‌دشت هدف بر اساس نقشه‌های مساحت تخمینی مناطق سیل‌گیر و با استفاده از داده‌های مربوط به سیلابهای گذشته، به‌دست آمده و مشتمل بر مناطقی است که احتمال آبگرفتگی آن‌ها در سیلاب هدف وجود دارد. در گام بعد ضریب زبری سیلاب‌دشت با استفاده از نقشه‌های کاربری اراضی و تعیین الگوهای موجود، برای شبیه‌سازی سیلاب تعیین گردید. در ادامه با توجه به داده‌های توپوگرافی، پس از تهیه فایل Tin منطقه، با اجرای بسته الحاقی Hec-GeoRas، نسبت به تهیه و استخراج Feature Class های مربوط به خط مرکزی و اصلی رودخانه، محدوده جناحین و دیواره‌های چپ و راست مسیر اصلی رودخانه، محدوده جناحین چپ و راست سیلابی رودخانه و مقاطع عرضی رودخانه اقدام گردید. به دنبال آن با انتقال اطلاعات مذکور به مدل HEC-RAS و وارد نمودن مقادیر ضریب زبری مانینگ در هر یک از مقاطع عرضی و تعریف آبراهه‌ها و سرشاخه‌های ورودی به رودخانه اصلی(Junctions)، و هم‌چنین تعریف شرایط مرزی، مدل HEC-RAS در شرایط غیرماندگار اجرا گردید. در نهایت نتایج خروجی مدلHEC-RAS به تفکیک در هر دوره بازگشت سیل، مجدداً وارد بسته الحاقی Hec-GeoRas گردید. و در خاتمه با پردازش‌های لازم، نقشه‌های پهنه‌های سیلابی منطقه تهیه گردید و پارامترهایی نظیرمساحت مناطق آبگرفتگی، عمق سیلاب در بازه‌های مختلف و سایر پارامترهای هندسی وهیدرولیکی موردنیاز استخراج گردید. در واقع آنالیز جریان سیلاب و نحوه گسترش آن در توپوگرافی منطقه، با توجه به شرایط حاکم بر جریان، عوارض موجود، ضریب زبری و... منجر به تولید نقشه‌هایی موسوم به "نقشه‌های آبگرفتگی مناطق" گردید.
کلیدواژه‌ها
)