آنالیز و پیش بینی سیلاب شهری بابلسر با استفاده از مدل سازی وقایع رگباری
چکیده
مدلهای کامپیوتری از جمله ابزارهای مناسبی هستند که میتوانند به منظور بررسی اثرات ناشی از کمیت سیلاب شهری و شبیه سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی در سیستمهای پیچیده جمع آوری آبهای سطحی به کار گرفته شوند. لذا به منظور انتخاب مدل مناسب شبیه سازی، بررسی های متعددی صورت پذیرفت و با توجه به کارآیی، کاربرد گسترده و دسترسی رایگان، مدل epa-swmm به کار گرفته شد. در دو بخش انتخاب شده در حوضه ی شهری بابلسر به عنوان منطقه ی مورد مطالعه، هر ساله آبگرفتگیهای متعددی روی میدهد که علاوه بر بروز اختلالات ترافیکی و تصادفات، شناورشدن آشغالها روی سطح آب و انتشار آلودگی ها، سیلابها وارد منازل مردم شده و خساراتی را به بار می آورد. این پژوهش در سه بخش آنالیز بارندگی، شبیه سازی و آنالیزسیلاب و سناریوهای مختلف محتمل، انجام گرفت. بارشهای سنگین به عنوان رگبارهای با مقدار بیش از 10 میلیمتر که از میانگین مقدار آن بارشها بیشتر باشند، تعریف شدند. با توجه به کوچک بودن حوضه های مورد مطالعه، رگبار طرح دو ساعته و دوره ی بازگشت نیز 2، 5 و 10 ساله در نظر گرفته شد. برای به دست آوردن بهترین الگوی توزیع زمانی رگبار طرح، 7 روش پیلگریم ترسیمی، پیلگریم محاسباتی، شیکاگو، ین و چاو، هایتوگراف بلوکهای ساختگی، احتمالاتی هاف و scs مورد بررسی قرار گرفتند و نهایتا با توجه به مقایسه های صورت گرفته و نتایج شبیه سازی سیلاب ناشی از الگوهای مختلف رگبار طرح در حوضه های مورد مطالعه، الگوی توزیع زمانی به دست آمده به روش ین و چاو برگزیده شد. نتایج آنالیز حساسیت مدل نشان داد که بیشترین حساسیت مدل به ترتیب به درصد مناطق نفوذ ناپذیر، عرض جریان روزمینی، ضریب زبری مناطق نفوذ ناپذیر، شیب، ذخیره ی سطحی سطوح نفوذناپذیر و درصد مناطق نفوذناپذیر با ذخیره ی سطحی صفر بوده است. واسنجی و اعتبار سنجی مدل نیز با توجه به نتایج آنالیز حساسیت برای دادههای عمق جریان آب در مجاری آبروی مربوط به پنج رگبار واقعی انجام پذیرفت. نتایج حاکی از شبیه سازی قابل قبول مدل برای شکل هیدروگراف و همچنین حجم کل رواناب می باشد. نتایج شبیه سازی نشان داد که در هر دو حوضه، بخش هایی از شبکه دارای ظرفیت بالا و بخشهایی نیز دارای ظرفیت کم بوده که باعث بروز آبگرفتگی در سطح شهر گردیده است. لذا راهکارهای اجرایی اصلاح بخشهایی از مجاری آبرو، ساخت کانال جدید با مقطع مستطیلی یا دایره ای، و ساخت واحدهای ذخیره به دو صورت سری یا موازی پیشنهاد گردید که برخی از آنها باعث برطرف شدن کامل مشکلات آب گرفتگی در هر سه دوره بازگشت طراحی و برخی نیز باعث کاهش آب گرفتگی ها شدند. از بین پنج سناریوی مطرح شده، دو سناریوی افزایش تراز سطح آب رودخانه ی بابلرود و تغییرات توام ضریب زبری و ذخیره چالابی سطوح نفوذ ناپذیر تاثیر چندانی روی وضعیت آبگرفتگیها نداشتند ولی تغییر کاربری اراضی، تغییر اقلیم و بارشهای سنگین باعث افزایش بسیار زیاد حجم و مدت زمان سیلاب شد. نتایج این تحقیق نشان داد که از نرم افزار epa swmm 5.0 می توان در ارزیابی شبکه های جمع آوری سیلاب و ارائه راهکارهای اجرایی برای بر طرف نمودن نواقص موجود استفاده نموده و همچنین با درنظر گرفتن تغییرات احتمالی عوامل تاثیرگذار بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی در آینده، وضعیت کل حوضه را ترسیم نمود