بهار و تابستان
برگشت به فهرست مقالات |
برگشت به فهرست نسخه ها
دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
چکیده: (349 مشاهده)
مقدمه و هدف: همه‌ساله با نفوذ سامانه‌های بارشی و همچنین شرایط محلی که بیشتر تحت تأثیر فعالیت‌های غیراصولی بشر است، سیل خسارات زیادی به منابع طبیعی، سکونت‌گاه‌ها و پروژه ها وارد می‌کند. گاهی در اثر سیلاب ایستگاههای هیدرومتری تخریب شده و یا اینکه حوزه آبخیز کوچک فاقد ایستگاه هیدرومتری می‌باشند، درنتیجه برآورد رواناب و دبی‌های حداکثر سیلاب نیازمند روش مناسبی است تا در این حوضه‌ها، مقادیر رواناب و سیلاب محاسبه‌شده و از خسارات آنها پیشگیری شود. پیشگیری از این خسارات زمانی اهمیت دوچندانی دارد که حوضه موردمطالعه مشرف به مکان‌هایی با تراکم بالای سکونت گاه و تأسیسات شهری باشد که می‌تواند جان بسیاری از ساکنین را تهدید نماید. در این تحقیق حوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر به‌منظور برآورد میزان رواناب در هریک از زیر حوضه‌های آن موردبررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: حوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر با وسعت 14700 هکتار از شمال تا شمال شرقی شهر کشیده شده است. پردازش مدل رقومی ارتفاعی و بازدیدهای میدانی منجر به شناسایی 5 زیر حوضه در منطقه مشرف به شهر شد. برای برآورد ارتفاع رواناب و حجم سیلاب در هر زیر حوضه از روش شماره منحنی استفاده شد. شدیدترین واقعه بارش به مقدار 88 میلیمتر در روز با در دوره بازگشت 30 سال به عنوان بارش طراحی و مقدار بارش پیشین در 5 روز قبل از این واقعه با مقدار تجمعی 45/2 میلیمتر لحاظ شد. برای محاسبه پارامترهای فیزیکی حوضه در این مطالعه با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی نقشه‌های توپوگرافی، زمین‌شناسی، پوشش گیاهی، خاک و همچنین نقشه کاربری اراضی رقومی یا تولید شد. با به کارگیری تصاویر سنتینل-2 که دارای 13 باند طیفی و توان تفکیک مکانی 10 متری است هم زمانی نقشه های وضعیت کاربری اراضی و بارش طراحی تامین شد. سپس با استفاده از تلفیق لایه‌های گروه‌های هیدرولوژیکی خاک، کاربری اراضی و پوشش گیاهی و با به‌کارگیری روش سرویس حفاظت خاک ایالات‌متحده، نقشه شماره منحنی تولید شد. با توجه به مقدار بارندگی 5 روز قبل و قرار گیری حوضه در شرایط رطوبت پیشین مرطوب، مقدار شماره منحنی برای حالت مرطوب تصحیح شد. مقادیر شماره منحنی با سه رویکرد شماره منحنی وزنی برای هر زیر حوضه، میانگین حسابی شماره منحنی هر زیر حوضه و رویکرد ارتفاع رواناب وزنی برای هر شماره منحنی در واحدهای کاری، مورد مقایسه قرار گرفت. از روش کرپیچ برای محاسبه زمان تمرکز هریک از زیر حوضه‌ها استفاده شد. در مرحله بعد با استفاده از داده‌های بارش حداکثر روزانه ایستگاه ملایر در دوره آماری 1991 تا 2021 با استفاده از رابطه سرویس حفاظت خاک ایالات‌متحده مقادیر ارتفاع بارش به ارتفاع رواناب تبدیل شد سپس میزان دبی اوج سیل برای هر زیر حوضه محاسبه گردید.
یافته‌ها: فقر پوشش گیاهی دائمی و وجود علفی‌های یک‌ساله از دلایل پتانسیل بالای زیر حوضه‌ها در تولید رواناب است. درنتیجه متوسط شماره منحنی در روشهای میانگین حسابی و وزنی به ترتیب 79/09 و 81/46 است که نشان از توانایی بالای حوضه در تولید رواناب است. تبدیل مقادیر شماره منحنی به ارتفاع و دبی اوج سیل با استفاده از روش شماره منحنی وزنی و میانگین حسابی و در نهایت مقایسه نتایج آن با رویکرد محاسبه ارتفاع رواناب وزنی برای هر شماره منحنی در واحدهای کاریِ منطقه موردمطالعه اختلاف معنی‌داری را نشان نداد و درنهایت نقشه‌های ارتفاع رواناب و دبی اوج سیل مربوط به هر زیر حوضه ترسیم شد. زیر حوضه شمالی حوضه با میانگین ارتفاع رواناب 44/32 میلیمتر و دبی اوج 168 مترمکعب در ثانیه بیشترین مشارکت را در گسیل سیل به سمت شهر ملایر داراست و زیر حوضه شماره 4 در بخش جنوب شرقی حوضه کمترین مشارکت را در تولید سیل دارد. همچنین در ارتباط بین مساحت و ارتفاع رواناب، نتایج نشان داد در هر سه روش محاسبۀ شماره منحنی و ارتفاع رواناب لزوماً حوضه‌هایی که مساحت بیشتری دارد بیشترین مشارکت در وقوع سیل را نداشته و عوامل دیگری نیز در این نتایج نقش دارد که می‌توان گستردگی بیرون‌زدگی‌های سنگی و کاهش زمان تمرکز به دلیل شیب زیاد را از دلایل این مساله دانست. شکل‌گیری طولانی‌ترین آبراهه حوضه با 16314 متر طول در زیر حوضه شماره سه که پس از زیر حوضه شماره دو بیشترین دبی اوج سیل را داراست از نکات فنی موردبحثی است که می‌تواند تخلیه سریع دبی اوجی حدود 100 مترمکعب در ثانیه را به عهده داشته باشد؛ اما بررسی شیب طولیِ حدود دو درصدی آن حاکی از خطر بالای سیل گرفتگی ناشی از عدم تخلیه در بارش های با دوره بازگشت بالا است که به نوبه خود خطری جدی برای تهدیدات ناشی از سیل در بخش جنوب شرقی شهر است. تلاقی بخش انتهایی آبراهه اصلی با خروجی سایر زیر حوضه‌ها و تجمیع رواناب زیر حوضه‌های بالادست از مشکلات دیگری است که خطر آب‌گرفتگی مناطق پایین‌دست را افزایش می‌دهد.
نتیجه‌گیری: استفاده از روش شماره منحنی برای برآورد میزان رواناب تولیدشده در حوضه‌های مشرف‌به سکونت گاه ها که عمدتاً فاقد ایستگاه هیدرومتری روش مناسبی است. حوزه آبخیز مشرف‌به شهر ملایر به دلیل وجود مراتع کم تراکم و کشاورزی دیم پتانسیل بالایی در تولید رواناب دارد به همین دلیل باید اقدامات اساسی آبخیزداری برای جلوگیری از ایجاد رواناب و سیل در مواقع بارندگی صورت گیرد.
مواد و روش‌ها: حوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر با وسعت 14700 هکتار از شمال تا شمال شرقی شهر کشیده شده است. پردازش مدل رقومی ارتفاعی و بازدیدهای میدانی منجر به شناسایی 5 زیر حوضه در منطقه مشرف به شهر شد. برای برآورد ارتفاع رواناب و حجم سیلاب در هر زیر حوضه از روش شماره منحنی استفاده شد. شدیدترین واقعه بارش به مقدار 88 میلیمتر در روز با در دوره بازگشت 30 سال به عنوان بارش طراحی و مقدار بارش پیشین در 5 روز قبل از این واقعه با مقدار تجمعی 45/2 میلیمتر لحاظ شد. برای محاسبه پارامترهای فیزیکی حوضه در این مطالعه با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی نقشه‌های توپوگرافی، زمین‌شناسی، پوشش گیاهی، خاک و همچنین نقشه کاربری اراضی رقومی یا تولید شد. با به کارگیری تصاویر سنتینل-2 که دارای 13 باند طیفی و توان تفکیک مکانی 10 متری است هم زمانی نقشه های وضعیت کاربری اراضی و بارش طراحی تامین شد. سپس با استفاده از تلفیق لایه‌های گروه‌های هیدرولوژیکی خاک، کاربری اراضی و پوشش گیاهی و با به‌کارگیری روش سرویس حفاظت خاک ایالات‌متحده، نقشه شماره منحنی تولید شد. با توجه به مقدار بارندگی 5 روز قبل و قرار گیری حوضه در شرایط رطوبت پیشین مرطوب، مقدار شماره منحنی برای حالت مرطوب تصحیح شد. مقادیر شماره منحنی با سه رویکرد شماره منحنی وزنی برای هر زیر حوضه، میانگین حسابی شماره منحنی هر زیر حوضه و رویکرد ارتفاع رواناب وزنی برای هر شماره منحنی در واحدهای کاری، مورد مقایسه قرار گرفت. از روش کرپیچ برای محاسبه زمان تمرکز هریک از زیر حوضه‌ها استفاده شد. در مرحله بعد با استفاده از داده‌های بارش حداکثر روزانه ایستگاه ملایر در دوره آماری 1991 تا 2021 با استفاده از رابطه سرویس حفاظت خاک ایالات‌متحده مقادیر ارتفاع بارش به ارتفاع رواناب تبدیل شد سپس میزان دبی اوج سیل برای هر زیر حوضه محاسبه گردید.
یافته‌ها: فقر پوشش گیاهی دائمی و وجود علفی‌های یک‌ساله از دلایل پتانسیل بالای زیر حوضه‌ها در تولید رواناب است. درنتیجه متوسط شماره منحنی در روشهای میانگین حسابی و وزنی به ترتیب 79/09 و 81/46 است که نشان از توانایی بالای حوضه در تولید رواناب است. تبدیل مقادیر شماره منحنی به ارتفاع و دبی اوج سیل با استفاده از روش شماره منحنی وزنی و میانگین حسابی و در نهایت مقایسه نتایج آن با رویکرد محاسبه ارتفاع رواناب وزنی برای هر شماره منحنی در واحدهای کاریِ منطقه موردمطالعه اختلاف معنی‌داری را نشان نداد و درنهایت نقشه‌های ارتفاع رواناب و دبی اوج سیل مربوط به هر زیر حوضه ترسیم شد. زیر حوضه شمالی حوضه با میانگین ارتفاع رواناب 44/32 میلیمتر و دبی اوج 168 مترمکعب در ثانیه بیشترین مشارکت را در گسیل سیل به سمت شهر ملایر داراست و زیر حوضه شماره 4 در بخش جنوب شرقی حوضه کمترین مشارکت را در تولید سیل دارد. همچنین در ارتباط بین مساحت و ارتفاع رواناب، نتایج نشان داد در هر سه روش محاسبۀ شماره منحنی و ارتفاع رواناب لزوماً حوضه‌هایی که مساحت بیشتری دارد بیشترین مشارکت در وقوع سیل را نداشته و عوامل دیگری نیز در این نتایج نقش دارد که می‌توان گستردگی بیرون‌زدگی‌های سنگی و کاهش زمان تمرکز به دلیل شیب زیاد را از دلایل این مساله دانست. شکل‌گیری طولانی‌ترین آبراهه حوضه با 16314 متر طول در زیر حوضه شماره سه که پس از زیر حوضه شماره دو بیشترین دبی اوج سیل را داراست از نکات فنی موردبحثی است که می‌تواند تخلیه سریع دبی اوجی حدود 100 مترمکعب در ثانیه را به عهده داشته باشد؛ اما بررسی شیب طولیِ حدود دو درصدی آن حاکی از خطر بالای سیل گرفتگی ناشی از عدم تخلیه در بارش های با دوره بازگشت بالا است که به نوبه خود خطری جدی برای تهدیدات ناشی از سیل در بخش جنوب شرقی شهر است. تلاقی بخش انتهایی آبراهه اصلی با خروجی سایر زیر حوضه‌ها و تجمیع رواناب زیر حوضه‌های بالادست از مشکلات دیگری است که خطر آب‌گرفتگی مناطق پایین‌دست را افزایش می‌دهد.
نتیجه‌گیری: استفاده از روش شماره منحنی برای برآورد میزان رواناب تولیدشده در حوضه‌های مشرف‌به سکونت گاه ها که عمدتاً فاقد ایستگاه هیدرومتری روش مناسبی است. حوزه آبخیز مشرف‌به شهر ملایر به دلیل وجود مراتع کم تراکم و کشاورزی دیم پتانسیل بالایی در تولید رواناب دارد به همین دلیل باید اقدامات اساسی آبخیزداری برای جلوگیری از ایجاد رواناب و سیل در مواقع بارندگی صورت گیرد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
بلايای طبيعی (سيل، خشکسالی و حرکت های توده ای)
دریافت: 1401/11/30 | ویرایش نهایی: 1402/9/18 | پذیرش: 1402/9/19 | انتشار: 1403/5/10
دریافت: 1401/11/30 | ویرایش نهایی: 1402/9/18 | پذیرش: 1402/9/19 | انتشار: 1403/5/10
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
