این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، جلد ۱۵، شماره ۲۹، صفحات ۰-۰

عنوان فارسی برآورد ارتفاع رواناب جهت تحلیل پتانسیل سیل‌خیزی حوزۀ آبخیز مشرف به شهر ملایر
چکیده فارسی مقاله
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.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله بارش، رواناب، روش شماره منحنی، سیلاب شهری، شهر ملایر

عنوان انگلیسی Estimating of Runoff Height to Analyze Flood Production Potential of the Watershed Overlooking Malayer City
چکیده انگلیسی مقاله
Extended Abstract
Introduction and Objective: Depending on rainfall systems, as well as local conditions influenced by unprincipled human activities, floods cause a lot of damage to natural resources, settlements, and projects every year. Often hydrometric stations are destroyed during floods or small watersheds lack hydrometric stations, which means that the estimation of runoff and maximum flood discharges requires a suitable method to calculate runoff and flood values in these basins. Prevention of these damages is doubly important when the study area overlooks places with a high density of settlements and urban facilities that can threaten the lives of many residents. An estimate of the amount of runoff in each of the sub-basins of the watershed overlooking Malayer was undertaken in this study.
Material and Methods: The watershed overlooking the city of Malayer with an area of 14,700 hectares is stretched from the north to the northeast of the city. The processing of digital elevation models identified five sub-basins overlooking the city and field visits. The Curve number method was used to estimate runoff height and flood volume in each sub-basin. The most intense rainfall event was 88 mm per day with a return period of 30 years as design rainfall and the amount of previous rainfall in the 5 days before this event with a cumulative value of 45.2 mm was considered. In order to calculate the physical parameters of the watershed in this study, topography, geology, vegetation, soil, and land use maps were digitized using a geographic information system. By using Sentinel-2 images, which has 13 spectral bands and a spatial resolution of 10 meters, simultaneous maps of land use and rainfall were provided. Utilizing the SCS method, the layers of land use, vegetation, and soil hydrological groups were combined to produce a curve number map. We corrected the value of the curve number for the wet condition based on the rainfall 5 days before and the location of the basin in the previous wet conditions. A weighted curve number approach for each sub-basin was compared with another approach based on the arithmetic mean of the curve number for each sub-basin, as well as a weighted runoff height approach for each curve number. Kirpich's method was used to calculate the concentration time of each sub-basin. In the next step, using the maximum daily rainfall data from the Malayer synoptic station in the statistical period from 1991 to 2021, the rainfall height values were converted to runoff height using the SCS relationship, and then the peak flood discharge was calculated for each sub-basin.
Results: The lack of permanent vegetation and the presence of annual grasses are among the reasons for the high potential of the sub-basins in the production of runoff. As a result, the average curve number of arithmetic and weighted average methods is 79.09 and 81.46, respectively, which shows the high capacity of the basin in producing runoff. Converting curve number values to peak flood height and flow using two commonly used methods of curve number calculation and comparing it with the results of the weighted runoff height calculation approach for each curve number in the working units of the study area did not show any significant difference. Finally, the maps of the height of the runoff and the peak discharge of each sub-basin were drawn. The northern sub-basin of the basin with an average runoff height of 44.32 millimetres and a peak discharge of 168 cubic meters per second has the highest participation in flood discharge towards the city of Malayer, and sub-basin No. 4 in the southeastern part of the basin has the least participation in flood generation. In addition, in the relationship between the area and the height of the runoff, the results showed that in all three methods of calculating the curve number and the height of the runoff, the basins with a larger area do not necessarily contribute the most to the occurrence of floods. Other factors also play a role in these results, such as the extent of rocky outcrops and reduction time of concentration due to the high slope as one of the reasons for this problem. The formation of the longest watercourse in the basin with a length of 16314 meters under sub-basin number three, which has the highest peak flood flow after sub-basin number two, is one of the discussed technical points that can handle the rapid discharge of the peak flow of about 100 cubic meters per second. However, the study of its longitudinal slope of about two percent indicates the high risk of flooding caused by the lack of evacuation in rains with a high return period, which in turn is a serious risk for the threats caused by floods in the southeastern part of the city. The intersection of the end part of the main waterway with the exit of other sub-basins and the collection of runoff under the upstream basins are other problems that increase the risk of flooding in the downstream areas.
Conclusion: It is suitable to use the curve number method to estimate the amount of runoff produced in the basins overlooking the settlements, which do not usually have hydrometric stations. Because of its low-density pastures and rain-fed agriculture, the watershed overlooking Malayer has a high potential for runoff production.
 
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Curve number method, Malayer city, Rainfall, Runoff, Urban floods

نویسندگان مقاله سهیلا ملایری | Soheyla Maleyeri
Faculty of Natural Resources and Environmental Sciences, Malayer University, Malayer, Iran
دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

محمد بشیرگنبد | Mohammad Bashirgonbad
Faculty of Natural Resources and Environmental Sciences, Malayer University, Malayer, Iran
دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران


نشانی اینترنتی http://jwmr.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-1814-2&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده بلایای طبیعی (سیل، خشکسالی و حرکت های توده ای)
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات