تحقیق اولويت بندی زمانی و مکانی سيل خيزی زيرحوزههای آبخيز کوشکآباد 18 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..DOC) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 15 صفحه

 قسمتی از متن word (..DOC) : 
 

1
‏
‏اولويت بندی زمانی و مکانی سيل خيزی زيرحوزه های آبخيز کوشک آباد خراسان رضوی با استفاده از مدل HEC-HMS
‏1-‏ دانشگاه تربيت مدرس، دانشكده منابع طبيعي و علوم دريايي نور، دانشجوي كارشناس ارشد مهندسي‏ ‏آبخيزداري، تلفن ‏8-6253907 0122. ‏ ‏ hghizanloo@yahoo.com‏.
‏2‏*‏- ‏دانشگاه تربيت مدرس، دانشكده منابع طبيعي و علوم دريايي نور، گروه مهندسي آبخيزداري، استاديار، كدپستي46414، تلفن3-6253101 0122، دورنگار6253499 0122.
morady5hr@yahoo.com‏
‏3‏- ‏دانشگاه تربيت مدرس، دانشكده منابع طبيعي و علوم دريايي نور، گروه مهندسي آبخيزداري، استاديار، كدپستي 46414، تلفن 3-6253101 0122، دورنگار 6253499 0122.
‏ shrsadeghi@yahoo.com
‏اولويت بندی زمانی و مکانی سيل خيزی زيرحوزه های آبخيز کوشک آباد خراسان رضوی با استفاده از مدل HEC-HMS‏.
‏چکيده
‏كشور ايران به لحاظ موقعيت خاص جغرافيايي، در اكثر مناطق، از اقليمي خشك و نيمه خشك برخوردار بوده كه همه ساله با وقوع سيلابهاي فصلي با خسارتهاي جبران ناپذيري مواجه است. تحقيق حاضر به مكان يابي زيرحوز
1
‏
‏ ‏هاي موثر بر دبي اوج و حجم سيل، و اولويت بندي زماني و مكاني سيل خيزي زيرحوزه هاي آبخيز كوشك آباد خراسان رضوي با استفاده از مدل HEC-HMS‏، ‏پرداخته‏ ‏است.‏ ‏در اين تحقيق پس از تعيين دوره هاي هيدرولوژيكي و تهيه اطلاعات مورد نياز براي تهيه هيدروگراف سيل، از روش شبيه سازي هيدرولوژيكي SCS‏ ‏در تبديل رابطه بارش-رواناب در سطح زيرحوزه ها‏ استفاده شد.‏ به منظور استخراج هيدروگراف سيل خروجي حوزه‏ از رونديابي آبراهه هاي اصلي به روش ماسكينگام‏ استفاده ‏گرديد. ‏اولويت‏ ‏بندي زيرحوز‏ ‏ه ها از نظر سيل خيزي با كاربرد مدل HEC-HMS‏ محاسبه شده و واسنجي لازم براي پارامترهايي چون تلفات اوليه، شماره منحني و زمان تاخير در هر دوره هيدرولوژيكي صورت گرفت. سپس با حذف متوالي و يك به يك زيرحوزه ها از فرايند رونديابي داخل حوزه، زيرحوزه ها بر اساس ميزان مشاركت در دبي اوج و حجم سيل خروجي حوزه در هر دوره هيدرولوژيكي، اولويت بندي گرديدند. نتايج تحقيق نشان داد از محل خروجي حوزه به طرف بالادست و بخش هاي مياني حوزه، تاثير زيرحوزه ها در دبي اوج سيل و حجم سيل خروجي كل حوزه‏ ‏افزايش مي يابد. همچنين ميزان مشاركت زيرحوزه ها در سيل‏ ‏خروجي حوزه و حتي بزرگي و كوچكي دبي و حجم سيل زيرحوزه ها، به مساحت آنها بستگي ندارد. به اين ترتيب، ارتباط بين سيل و مشاركت سيل زيرحوزه ها با مساحت آنها غير خطي است. ‏ مقايسه اولويت بندي پتانسيل توليد سيل در دوره هاي هيدرولوژيكي متفاوت نيز‏ ‏از نظر آماري‏ ‏داراي ‏اختلاف معني داري مي باشد. لذا با تمركز عمليات آبخيزداري و كنترل سيلاب بر اساس اولويت ها و مناطق تعيين شده در دوره هاي هيدرولوژيكي متفاوت، ضمن دسترسي به اهداف تحقيق، در هزينه هاي اجرائي، كاهش قابل توجهي پيش بيني مي گردد.
‏واژگان کليدی:‏ ‏سيل خيزی, ‏ اولويت بندی زمانی و مکانی, ‏مدل‏ HEC-HMS‏، ‏كوشك‏ ‏آباد‏ خراسان رضوي‏.
‏مقدمه
‏سيل يک اتفاق ناگهاني و رويدادي سريع و مخرب است که ‏در مديريت حوزه‏ ‏هاي آبخيز‏،‏ تعيين شدت سيل‏ ‏خيزي زيرحوزه‏ ‏ها و مقايسه‏ ‏هايي که از اين بابت در تعيين اولويت‏ ‏بنديها و سياست‏ ‏گذاريهاي لازم‏ براي مهار سيل‏ انجام مي‏ ‏گيرد، از اهميت بالايي برخوردار است (مريد و همکاران، 1375).‏ ‏اکثر حوزه‏ ‏هاي آبخيز معمولا” د‏اراي‏ فص‏و‏ل سيل‏ ‏خيزي ‏متفاوتي هستند ‏(Chunhong‏ و Ying‏، 2004‏). در بين عوامل موثر بر سيل‏ ‏خيزي‏،‏ ‏مهمترين ‏عامل‏،‏ شماره منحني‏ (CN‏) ‏مي‏ ‏باشد (جوکار، 1381). عامل CN‏داراي تغييرات زماني بوده (Young‏ وCarleton‏، 2005) ‏كه با ‏تغيير در فرآيند‏ ‏هاي هيدرولوژيکي‏،‏ اثرات مهمي روي کميت و کيفيت رواناب خروجي از حوزه ‏دارد‏. بر اين اساس ب‏ا‏ ‏ب‏کارگيري مدلي نظير 1- Hydrologic Engineering Center – Hydrologic Modeling System‏
HEC-HMS‏،‏ امكان بررسي تغييرات زماني و مكاني وقوع سيلاب در حوزه‏ ‏هاي آبخيز ممكن مي‏ ‏گردد ‏ (Akan ‏ وHoughtalen‏،‏ 2003).
‏بررسي ‏هاي انجام شده نشان مي‏ ‏دهد موضوعات مرتبط با اين تحقيق عمدتا” در زمينه تاثير تغييرات کاربري اراضي ‏بر‏ روي بروز سيلاب، تعيين مناطق سيل‏ ‏خيز بر پايه روشهاي نموداري و فرمولهاي تجربي، تحليل آماري داده‏ ‏هاي سيلاب، داده‏ ‏هاي دورسنجي و ‏سامانه ‏اطلاعات جغرافيايي و مدل‏ ‏هاي رايانه‏ ‏اي بارش‏–‏رواناب بوده و بيشتر از ديدگاه‏ ‏توليد سيل در سطح حوزه‏ ‏هاي آبخيز يکپارچه مطرح شده است. Singh ‏(1996) با بررسي تغ‏ي‏يرات زماني و مکاني بارش، تغيير رفتار حوزه روي هيدروگراف سيل را از نظر شکل‏،‏ تداوم و
2
‏
‏ ‏دبي پيک هيدروگراف سيل ‏بررسي كرد. Vanshaar ‏ و همکاران ‏(2002) از مدل 2-Distributed Hydrology-Soil-Vegetation Model
DHSVM‏ براي شبيه‏ ‏سازي اثرات هيدرولوژيکي پوشش زمين براي 4 زيرحوزه رودخانه کلمبيا استفاده کرده ‏و ‏بيان مي‏ ‏دار‏ن‏د که شاخص سطح برگي کم، آب معادل برف و جريان بيشتر ‏را‏ ب‏ه ‏دنبال دارد.‏ Melesse‏ و Shih ‏(2002)‏ براي تخمين توزيع مکاني ارتفاع رواناب، از تصاوير ماهواره‏ ‏اي براي ‏تعيين ‏تغييرات کاربري اراضي و CN‏ حوزه Kissimmee‏ در جنوب فلوريدا استفاده کردند. نتايج نشان داد که با تغيير کاربري و به تبع آن تغييرات سيل، استفاده از تصاوير ماهواره‏ ‏اي براي مطالعه عکس العمل حوزه نسبت به سيل مفيد است.‏ Foody‏ و همكاران‏ (‏2004‏)‏ به منظور شناسايي مناطق حساس به تند‏ ‏سيل‏ ‏ها در منطقه‏ ‏اي در غرب مصر از مدل HEC-HMS‏ به منظور شبيه‏ ‏سازي سيلاب استفاده ‏كردند‏؛ ‏كه منجر به شناسايي 2 ‏م‏نقطه‏ حساس‏ گرديد‏. Hassanzadeh ‏ و Aalami‏ ‏(‏2005‏)‏ ‏با استفاده از مدل HEC-HMS‏ درحوزه آبخيز سد گلستان مبادرت به تعيين سيل‏ ‏خيزي ‏زيرحوزه‏ ‏ها ‏پرداختند. ‏مرداني (1377)‏،‏ ‏خسروشاهي (1380) ‏و ‏جوکار (1381) ‏تاثير سيل‏ ‏خيزي زيرحوزه‏ ‏ها را از طريق مدل رياضي HEC-HMS‏ مورد بررسي قرار داد‏ند‏ و ‏با استفاده از شبيه‏ ‏سازي جريانهاي سيلابي، ميزان مشارکت هر يک از زيرحوزه‏ ‏ها‏ را‏ در هيدروگراف سيل خروجي حوزه‏ مورد بررسي خود ‏بدست آورد‏ند‏. ‏روغني و همكاران (1382) با استفاده از مفهوم نمودار مساحت‏–‏زمان و بکارگيري مشخصات حوزه‏،‏ در مدل هيدرولوژيکي RAFTS‏، نحوه توزيع مکاني زيرحوزه‏ ‏ها در س‏طح منطقه را مورد بررسي قرار دادند.‏ ‏يثربی (1384) با نصب اشل در خروجی زيرحوزه های آبخيز هراز و با قرائت روزانه آنها و تهيه منحنی دبی-اشل, اقدام به محاسبه دبی روزانه و شناسايي تغييرات زمانی‏-‏مکانی و اولويت بندی زيرحوزه ها در رواناب توليدی ‏نمود.‏
‏حوزه آبخيز كوشك‏ ‏آباد در استان خراسان رضوي‏ ‏از جمله حوزه‏ ‏هاي آبخيزي است كه بروز مكرر سيلاب‏ ‏، مسئولان محلي را به انجام اقدامات كنترل سيل ‏وادار نموده است‏؛‏ حال آنكه موفقيت كامل در اين راستا به دليل عدم اطلاع از وضعيت مشاركت زماني و مكاني زيرحوزه‏ ‏ها در بروز سيلاب با موفقيت كامل همراه نبوده است. لذا ‏هدف ‏از‏ ‏انجام اين تحقيق‏،‏ ‏تعيين مناطق خطرساز و سيل‏ ‏خيز در داخل حوزه ‏‌‏و ‏اولويت‏ ‏بندي شدت سيل‏ ‏خيزي زيرحوزه‏ ‏ها ‏در ‏دو فصل سيلابي‏،‏ براي مديريت بهينه ‏آنها ‏مي باشد.
‏مواد و روش ها
‏حوزه آبخيز کوشک‏ ‏آباد در استان خراسان رضوي در‏ شمال غرب مشهد و در‏ طول جغرافيايي ‏‏30 º‏59 تا ‏‏38 º‏59 ‏شرقي ‏و در عرض جغرافيايي ‏‏38 º‏36 تا ‏‏47 º‏36 ‏شمالي‏ واقع شده است (شكل1).‏ ‏ارتفاع متوسط ‏حوزه ‏1705 متر‏،‏ شيب متوسط‏ آن‏ بالاي 25 درصد‏ بوده و داراي‏ ‏اقليم خشك تحت تاثير توده هواي سيبري‏ مي‏ ‏باشد.‏ مساحت حوزه 45/87 کيلومترمربع بوده که به 10 زيرحوزه تقسيم شده است. ميانگين نزولات سالانه اين حوزه 3/391 ميلي‏ ‏متر‏ ‏است‏.
3
‏
‏خراسان ‏ ‏رضوي
N
‏ ‏
‏كوشك آباد
‏ ‏ايران
‏شكل1 سيماي كلي منطقه مورد مطالعه در استان خراسان رضوي و ايران
‏روش كار
‏مدل‏ HEC-HMS‏ ‏برای شب‏ي‏ه‏ ‏سازی ‏بارش-رواناب، ‏حوزه آبخيز ‏را ‏با مولفه ‏هاي هيدرولوژيکي و هيدروليکي نمايش مي‏ ‏دهد.‏ به اين ترتيب‏، ‏بررسي منابع، تعي‏ي‏ن حوزه و‏ ‏زيرحوزه‏ ‏ها، جمع‏ ‏آوري داده‏ ‏ها، تعيين دوره‏ ‏هاي هيدرولوژيكي، تهيه نقشه‏ ‏ها و‏ ‏رقومي كردن ‏آنها،‏ بازديد از منطقه مورد مطالعه و‏ ‏كنترل نقشه‏ ‏ها با طبيعت‏ ‏ضروري است.‏ با تلفيق اطلاعات بدست آمده،‏ مدل‏ هيدرولوژيكي‏ اجرا ‏مي‏ ‏گردد. پس از‏ شبيه‏ ‏سازي‏ ‏فرآيندهاي بارش-رواناب‏،‏ اولويت بندي زيرحوزه ها با‏ حذف متوالي ‏آنها‏ از فرايند رونديابي داخل حوزه‏ براي تعيين‏ ميزان مشاركت‏ ‏آنها‏ ‏در دبي اوج و حجم سيل خروجي حوزه در هر دوره هيدرولوژيكي‏،‏ ‏و در نهايت ‏تحليل‏ ‏هاي ‏مكاني و زماني سيل‏ ‏خيزي ‏صورت مي‏ ‏گيرد‏.‏
‏استخراج مشخصات فيزيكي زيرحوزه‏ ‏ها‏ و تعيين دوره‏ ‏هاي هيدرولوژيكي حوزه
‏به منظور فراهم نمودن داده‏ ‏هاي لازم براي انجام اين تحقيق، با استفاده از نرم‏ ‏افزار Arcview‏ و Ilwis‏، كليه مشخصات و نقشه‏ ‏هاي مورد نياز شامل مدل رقومي ارتفاع، نقشه شيب حوزه و تعيين شيب آبراهه‏ ‏هاي اصلي زيرحوزه‏ ‏ها استخراج گرديد. ‏براي ‏تعيين دوره‏ ‏هاي هيدرولوژيكي‏ حوزه آبخيز مورد مطالعه‏، ‏ترسيم و ‏تحليل منحني‏ ‏هاي‏ تغييرات دما‏-‏بارش (آمبروترميك) و‏ بار‏ش‏-‏ ‏دبي در ماههاي مختلف سال‏ ‏صورت گرفت.‏ مقدار متوسط بارش و دما‏ در ماههاي مختلف سال‏، پس از تعيين سال‏ ‏هاي ‏ ‏آماري مشترك‏، بررسي همگني و بازسازي داده‏ ‏هاي ناقص ايستگاههاي درون و بيرون حوزه،‏ ‏با ‏ترسيم خطوط همباران و هم‏ ‏دما‏ ‏با استفاده از نرم‏ ‏افزار Arcview‏ ‏ ‏بدست آمد.
‏
‏تحليل داده‏ ‏هاي بارش‏-‏ رواناب‏
‏به منظور مدل‏ ‏سازي حوزه مورد مطالعه از طريق بكارگيري مدل رياضي، استفاده از داده‏ ‏هاي همزمان بارش-رواناب براي واسنجي مدل ضروري است. به اين ترتيب، ‏اقدام به‏ ‏جمع‏