کالیبراسیون و ارزیابی مدل SWMM در شبیه‌سازی رواناب منطقه 9 شهرداری مشهد

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 10، دوره 5، شماره 2 - شماره پیاپی 11، اسفند 1397، صفحه 91-100   

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v5i2.67930

نویسندگان

فاطمه رضایی^{* 1}؛ عبدالرضا بهره مند²؛ واحد بردی شیخ²؛ محمد تقی دستورانی³؛ سید محمد تاج بخش⁴

¹گرگان

²علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

³فردوسی مشهد

⁴دانشگاه بیرجند

چکیده

مشکلات رواناب شهری از دو نوع مجزا ولی وابسته به هم هستند. کمیت و کیفیت، کنترل مقادیر حجم و دبی اوج رواناب نیازمند کاهش پتانسیل فرسایش کناری و سیل‏‌خیزی پایین‌‏دست است. این مشکلات تابع سیستم‌‏های سیلاب حوضه‏ آبخیز و روش‌های کنترل اجرا شده هستند. امروزه حفاظت آب‌های پذیرنده از دغدغه‌‏های مهندسین است که به سادگی بسته به پیچیدگی و تغییرپذیری سیلاب میسر نمی‌‏شود. این امر مستلزم برنامه‌‏ریزی جامع، طراحی و مدیریت این قبیل سیستم‌‏ها است که می‌‏تواند در قالب یک روش کارآمد و با استفاده از مدل‏‌های محاسبه و کنترل رواناب شهری تحقق یابد. در این تحقیق به‏ منظور شبیه‌سازی رواناب منطقه 9 شهرداری مشهد از مدل SWMM استفاده شد و به‏ منظور کالیبراسیون و ارزیابی مدل SWMM به ‏ترتیب 4 و 2 واقع بارندگی در خروجی حوضه اندازه‏‌گیری شد. نتایج حاصل از کالیبراسیون مدل نشان داد که شبیه‌سازی چهار واقعه بررسی شده انطباق خوبی دارد و مقدار NS برای وقایع بیشتر از 0/5 می‌باشد. نتایج ارزیابی مدل SWMM کارایی و دقت مدل را با مقدار NS بالاتر از 0/5 تأیید می‏ کند. همچنین مقادیر ضریب کلینگ گوپتا برای وقایع شبیه‌سازی حاصل از واسنجی و ارزیابی مدل SWMM، بیشتر از 0/5 شد که نشان‌دهنده نتایج قابل قبول مدل است. در نتیجه انطباق خوبی بین رواناب شبیه‌سازی شده و مشاهده‌ای وجود دارد و مدل SWMM دقت مورد نیاز برای شبیه‌سازی رواناب شهری را دارد. بنابراین این مدل می‏‌تواند برای طرح‌های مدیریت رواناب شهری و طراحی شبکه زهکشی رواناب شهری در منطقه مورد مطالعه استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

کالیبراسیون؛ ارزیابی؛ مدل SWMM؛ شبیه سازی رواناب؛ منطقه 9 شهرداری مشهد

مراجع

احمدیان، م. 1391. بررسی رواناب شهری با استفاده از مدل SWMM به ‏منظور کاهش خطر سیل (مطالعه موردی: شهر جدید هشگرد). پایان‏ نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات.

بدیعی ‏زاده، س. 1390. بهینه‏ سازی شبکه زه‏کشی شهر گرگان ازطریق شبیه ‏سازی رواناب سطحی با استفاده از مدل SWMM، پایان ‏نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

بدیعی‏ زاده، س.، بهره‏ مند، ع.ر.، دهقانی، ا.ا. و نوار، ن.1394. مدیریت سیلاب شهری از طریق شبیه‏ سازی رواناب سطحی با استفاده از مدل SWMM در شهر گرگان. نشریه پژوهش‏ های حفاظت آب و خاک، 22(4): 1-16.

حسین‏زاده، س.ر.، جهادی طرقی، م. 1386. اثرات گسترش شهر مشهد بر الگوی زهکشی طبیعی و تشدید سیلاب شهری. پژوهش ‏های جغرافیایی، 61: 145-159.

عینلو، ف. 1393. اثر تغییر کاربری و توسعه شهری بر تولید رواناب (مطالعه موردی: شهر زنجان). پایان ‏نامه کارشناسی ارشد. دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران.

قاسمی، ث. و مغربی، م. 1394. حوضچه ‏های تأخیری، راه‏کاری جهت توسعه و مدیریت پایدار شهری. نشریه سامانه‏ های سطوح آبگیر باران. 3(6): 1-14.

کریمی، و.ا.، سلیمانی، ک.، حبیب ‏نژاد روشن، م. و شاهدی، ک.گ. 1394. شبیه‏ سازی جریان در مجاری آب‏روی زیرزمینی و سطحی با مدل EPA-SWMM (مطالعه موردی: حوزه شهری بابلسر). پژوهش ‏نامه مدیریت حوضه آبخیز. 6(11):162-170.

مهدوی، م. 1388. هیدرولوژی کاربردی. جلد 1. انتشارات دانشگاه. دانشگاه تهران. تهران.

Chen A.S., Hsu M.H., Huang C.J. and Lien W.Y. 2010. Analysis of the Sanchunginundation during Typhoon Aere, 2004. Natural Hazards, 56(1): 59-79.

Choi K.S. and Ball J.E. 2002. Parameter estimation for urban runoff modelling. UrbanWater, 4: 31–41.

Dongquan Z., Jining C., Haozheng W., Qingyuan T., Shangbing C. and Zheng S. 2009. GIS-based urban rainfall-runoff modeling using an automatic catchment-discretization approach, (case study in Macau). Environ Earth Sci, 59: 465–472.

Gupta Hoshin V., Harald K., Koray K. Y. and Guillermo F2009. Martinez. Decomposition of the mean squared error and NSE performance criteria: Implications for improving hydrological modelling. Journal of Hydrology, 377: 80-91.

Huber W.C. and Dickinson R.E. 1992. Storm water management model user’s manual, version 4. Environmental Protection Agency, Georgia.

Hsu M.H., Chen S.H. and Chang T.J. 2000. Inundation simulation for urban drainage basinwith storm sewer system. Journal of Hydrology, 234: 21-37.

Jang S., Cho M., Yoon J., Yoon Y., Kim S., Kim G., Kim L. and Aksoy H. 2007. Using SWMM as a tool for hydrologic impact assessment. Desalination, 212: 344-356.

Kling H., Fuchs M. and Paulin M. 2012. Runoff conditions in the upper Danube basin under an ensemble of climate change scenarios. Journal of Hydrology, 424-425: 264-277.

Nash J.E. and Sutcliffe J.V. 1970. River flow forecasting though conceptual models. Part 1-A discussion of principles. Journal of Hydrology, 10: 282-290.

Santhi C., Arnold J.G., Williams J.R., Dugas W.A., Srinivasan R. and Hauck L.M. 2001. Validation of the SWAT model on a large river basin with point and nonpoint sources. Journal of the American Water Resources Association, 37: 1169–1188.

Phillips B.C., Yu S., Thompson G.R. and Silva N. 2005. 1D and 2D Modelling of urbandrainage systems using XP-SWMM and TUFLOW, 10th International Conferenceon Urban Drainage, Copenhagen/Denmark, 21-26.

Seth I., Soonthornnonda P. and Christensen E.R. 2006. Use of GIS in Urban Storm-Water Modeling.Journal of Environmental Engineering, 132(12): 1550-1552.

Todini E. 1999. An operational decision support system for flood risk mapping,forecasting and management. Urban Water, 1: 131-143.

Wang X., Gu X., Wu Z. and Wang C. 2008. Simulation of flood inundation of Guiyang city using remote sensing, GIS and hydrologic model. The InternationalArchives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXVII. Part B8. 775-778.

Temprano J., Arango O., Cagiao J., Suarez J. and Tejero I. 2006. Storm water quality calibration by SWMM: a case study in Northern Spain. Water SA, 32(1): 55-63.

Tsihrintzis V. and Hamid R. 1998. Runoff quality prediction from small urban catchments using SWMM. Hydrol Process, 12(2): 311-329.

Zoppou C. 2001. Review of urban storm water models. Environmental Modelling & Software, 16: 195–231.