برآورد رواناب شهری بهمنظور تعیین نقاط سیل گرفتگی با استفاده از مدل SWMM در شهر ملایر
نویسندگان
1 استادیار گروه مهندسی طبیعت، دانشکده ی منابعطبیعی و محیطزیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
2 دانشآموختهی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده ی منابعطبیعی و محیطزیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
doi
10.22092/wmrj.2023.361283.1523چکیده
مقدمه و هدفبا توجه به حجم زیاد فعالیتهای انسانی و تجاری یکی از مهمترین اهداف زیرساختها، جمعآوری و انتقال رواناب های شهری، مهار سیلاب و جلوگیری از آبگرفتگی در شهرها است. بهمنظور برآورد صحیح رواناب و خصوصیات واحدهای آبشناخت و کانالها به کارگیری مدل های مناسب آبشناختی و آبی مهم است. با توجه به اهمیت موضوع، این پژوهش با هدف برآورد رواناب شهری ملایر بهمنظور تعیین نقاط احتمالی سیل گرفتگی با استفاده از مدل مدیریت طوفان آب (SWMM) انجام شد.مواد و روشهابر پایهی گزارشهای فنی موجود، ابتدا محدودهی زیر آبخیزها، گرهها و کانالهای اصلی شهر تعیین شد. با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی جهت جریان و شیب منطقه تعیین شد و 11 عدد زیر آبخیز شناسایی شد. همچنین با صرفنظر از اندازهی ژرفای اولیهی آب و سطح ماندابی 11 عدد گره تعیین شد. با استفاده از دادههای بارش روزانه ایستگاه همدید ملایر در دورهی آماری 2020- 1992، بارش نهساعته با دورهی بازگشت دو سال به عنوان بارش طرح محاسبه و وارد مدل شد. شکل هندسی کانال ها، مستطیل باز و از روش موج جنبشی برای روندیابی جریان در کانال ها استفاده شد. اندازههای بیشترین آبدهی عبوری کانالها با استفاده از رابطهی سطح مقطع جریان و سرعت جریان برای بارش طرح 9 ساعته با دورهی بازگشت دو سال محاسبه شد. برای واسنجی مدل از متغیرهای درصد مناطق نفوذناپذیر، ذخیرهی چالابی و ضریب زبری مناطق نفوذناپذیر در بازهی تغییر دامنهی مجاز اصلاح استفاده شد. بهمنظور ارزیابی مدل از ضریب کارایی نش-ساتکلیف و ریشهی میانگین مربعات خطا استفاده شد.نتایج و بحثنتایج نشان داد پس از بهینهسازی اندازههای متغیرها، ضریب کارایی نش-ساتکلیف و جذر میانگین مربعات خطا بهترتیب 0/73 و 0/02 بود. از کل بارش 14/54 میلیمتری، اندازهی 5/53 میلیمتر مربوط به تلفات نفوذ، اندازهی 7/55 میلیمتر مربوط به رواناب سطحی و اندازهی 1/45 میلیمتر مربوط به ذخیرهی چالابی بود. نتایج نشان داد زیرآبخیزهایی که در شمال شهر و مشرفبه بلندیها بودند و به گرهی شمارهی 10 منتهی میشدند حجم و آبدهی رواناب بیشتری داشتند و لازم است در این منطقه در طراحی و گسترش کانالها تجدیدنظر شود. همچنین زیر آبخیزهای بخش غربی شهر (زیر آبخیز شمارهی 4) و بخش جنوبغربی (زیر آبخیز شمارهی 8) با 0/651 و 0/547 بهترتیب بیشترین و کمترین توان سیلخیزی را داشتند.نتیجهگیری و پیشنهادهادر این پژوهش نتایج نشان داد تقریباً نیمی از شهر در رخداد بارشها، تحت تأثیر خطرهای سیلاب قرار خواهند گرفت. ازاینرو شبکهی زهکشی کنونی کارایی لازم برای تخلیه رواناب شهری در بخش شمال شهر را ندارند و تعیین ابعاد بهینهی کانالها ضروری است. بهدلیل برفگیر بودن بلندیهای شرقی منطقهی مطالعهشده و با توجه به زمین شناسی آن پیشنهاد میشود از مدلهایی که توانایی محاسبهی رواناب ناشی از ذوب برف را دارند در پژوهشهای آتی استفاده شود.