پهنه‌بندی و تحلیل ژئومورفولوژیکی سیلاب رودخانه دینور (استان کرمانشاه) با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 3، دوره 9، شماره 4 - شماره پیاپی 36، بهمن 1399، صفحه 45-64   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2021.67233.0

نویسندگان

رویا پناهی^{* 1}؛ محمد مهدی حسین زاده²

¹دکتری ژئومورفولوژی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

²دانشیار دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

 سیل متداول‌ترین مخاطره طبیعی است که تکرار وقوع آن در حال افزایش و خطرات مرتبط با آن در حوضه­های شهری و روستایی از اهمیت جهانی برخوردار است. هدف این پژوهش پهنه­بندی مخاطره سیلاب رودخانه دینور در استان کرمانشاه است؛ بنابراین جهت شبیه‌سازی سیلاب از مدل عددی HEC_RAS استفاده شد و از طریق الحاقی HEC–GEORAS در محیط GIS و پردازش داده­های ژئومتری به کار گرفته شد. با استفاده از نرم­افزار SMADA، دوره بازگشت دبی پیک لحظه‌ای محاسبه شد و پهنه سیلاب با دوره بازگشت­های مختلف 2 و 3، 5،10، 25،50، 100 و 200 سال منطقه شبیه­سازی شده است و با کمک مدل رقومی عمق آب و لایه کاربری­ اراضی، میزان خسارت با استفاده از معادله تابع عمق و خسارت در دوره بازگشت­های 25 سال، 50 و 100 سال محاسبه شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می­دهد که پهنه گسترش سیلاب در دوره بازگشت 25 سال 34/40 کیلومترمربع و در دوره بازگشت 50 سال 51/43 و در دوره بازگشت 100 سال، 28/44 کیلومترمربع را تحت مخاطره قرار داده­ است. از نظر خسارت، سیل با دوره بازگشت 25 سال یک سیل مبنا در نظر گرفته شده است که خسارت قابل‌توجهی را نشان می­دهد که تمام مزارع زراعی را تحت پوشش قرار می­دهد، ولی سیل در دوره بازگشت­های کمتر قسمت­هایی از مزارع را تحت تأثیر قرار می­دهد اما قابل‌کنترل است؛ درحالی‌که سیل­های 25 و 50 و 100 ساله بسیاری از مراکز روستایی و مزارع را کامل تحت مخاطره قرار داده است با توجه به نتایج میزان خسارت سیلاب 100 ساله نسبت به 25 ساله، در حدود 70 درصد و نسبت به 50 ساله به‌طور متوسط 85 درصد بیشتر بوده است که لزوم کنترل سیلاب جهت مدیریت پایدار ضرورت دارد.

کلیدواژه‌ها

پهنه بندی سیلاب؛ رودخانه دینور؛ مدل عددی HEC-RAS

مراجع

پناهی، رؤیا؛ حسین­زاده، محمدمهدی؛ خالقی، سمیه؛ 1398. پهنه­بندی مخاطره سیلاب در راستای تعیین حریم رودخانه­ها (مطالعه موردی: رودخانه­ گاماسیاب). مجله­ اکو هیدرولوژی. دوره 6. شماره 2. صص 553 – 567.

حجازی، اسدالله؛ خدایی قشلاق، فاطمه؛ خدایی قشلاق، لیلا؛ 1398. پهنه‌بندی خطر وقوع سیلاب در حوضه آبریز ورکش با استفاده از مدل HEC -RAS و الحاقیه HEC- GEO-RAS. نشریهتحقیقاتکاربردیعلومجغرافیایی. سال نوزدهم. شماره 3. صص 137 -155.

رضایی­مقدم، محمدحسین؛ یاسی، مهدی؛ نیکجو، محمدرضا؛ رحیمی، مسعود؛ 1397؛ پهنه­بندی و تحلیل مورفولوژیکی سیلاب رودخانه با استفاده از (HEC-RAS)(از روستای پیرازمیان تا تلاقی رودخانه اهر چای). جغرافیا و مخاطرات محیطی. دوره هفتم. شماره 25. صص 1-15.

روستایی، شهرام؛ ایاسه، فریبا؛ رضایی مقدم، محمدحسین؛ 1399. شبیه‌سازی دو بعدی سیلاب رودخانه لیقوان با تأکید بر دشت سیلابی. پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی. سال نهم. شماره 1. صص 41 -28.

شفیعی، خسرو؛ عبادتی، ناصر؛ 1399. پهنه­بندی سیلاب و شبیه­سازی رفتار هیدرولیک رودخانه با استفاده از نرم‌افزار HEC-RAS (مطالعه موردی رودخانه مارون – جنوب غرب ایران). مجله اکوهیدرولوژی. دوره 7. شماره 2. صص 397 – 409.

گنجی نوروزی، زهرا؛ شکوهی، علیرضا؛ پی سینگ، ویجی؛ 1395. محاسبه عدم قطعیت تابع دبی احتمال در برآورد ریسک خسارت کشاورزی ناشی از سیل با استفاده از روش مونت‌کارلو. تحقیقات منابع آب  ایران. سال دوازدهم. شماره 2. صص 13 – 23.

مختاری، فهیمه؛ سلطانی، سعید؛ موسوی، سید علیرضا؛ 1396. شناسایی مناطق در معرض سیل و ارزیابی خسارات ناشی از آن با استفاده از مدل  HEC-FIA، (مطالعه موردی حوضه آبخیز قمصر). مجله پژوهش­های آب ایران. شماره 27. صص 84 -73.

معاونت امور آب و آبفا، دفتر استانداردها و طرح­های آب و آبفا؛ 1395. بررسی خسارت سیلاب نشریه شماره 164 نون وزارت نیرو. انتشارات وزارت نیرو.

مهرورز، ارسلان؛ مددی، عقیل؛ اسفندیاری درآباد، فریبا؛ رحیمی، مسعود؛ 1399. شبیه‌سازی سیلاب­های رودخانه دره آئورت با استفاده از مدل هیدرولیکی  HEC-RAS در محیط  GIS (محدوده موردمطالعه: از روستای شورستان تا تلاقی رودخانه ارس). پژوهش­های ژئوموفولوژی کمی. سال هشتم. شماره 4. صص  146 -131.      

 

Anees, M.T., Abdullah, K., Nawawi, M. N. M., Rahman, N. N. A., Piah, A. R. M., Zakaria, N., Syakir, M.I and Omar, A. K .,  2016. Numerical modeling techniques for flood analysis, Journal of African Earth Sciences 124: 478-486.

Bélanger, B., Biron,T.h., Pascale, M., Larocque, M., Sylvio, D.,Taylor, O., Guénolé, C.h., Cloutier, M.A., Desjarlais, C.A., 2015. Freedom space for rivers: An economically viable river management concept in a changing climate. Geomorphology 251:  137–148.

Brunner, G. W., 2001. HEC-RAS River Analysis System: User's Manual. US Army Corps of Engineers, Institute for Water Resources, Hydrologic Engineering Center.

COON, W. F., 1996. Estimates of Roughness Coefficients for Selected Natural Stream Channels with Vegetated Banks in New York. U.S. DEPARTMENT OF THE INTERIOR BRUCE BABBITT, Secretary.

Dutta, D., Teng, J., Vaze, J., Lerat, J., and Marvanek, S., .2013. Storage-based approaches to build floodplain inundation modelling capability in river system models for water resources planning and accounting. Journal of Hydrology 504 (11): 12-28.

Geravand, F., Mossa Hosseinia, S., and Ataie-Ashtiani, B., 2020. Influence of river cross-section data resolution on flood inundation modeling: Case study of Kashkan river basin in western Iran. Journal of Hydrology 584: 124743

Hadad, A., Remini, B., Remaoun, M., 2014. Numerical modelling of solid transport caused by an extreme flood: case of the Hamiz dam failure (Algeria). Journal of King Saud University - Engineering Sciences 29(3): 221-236.

Hopkins, M. C., and Dawers, N. H., 2015. Changes in bedrock channel morphology driven by displacement rate increase during normal fault interaction and linkage. Basin Research 27 (1): 43-59.

Khalfallah, C. B., Saidi, S., 2018. Spatiotemporal floodplain mapping and prediction using HEC-RAS - GIS tools: Case of the Mejerda river, Tunisia. Journal of African Earth Sciences. 142: 44-51.

Nkwunonwo, U. C., Malcolm, W., and Brian, B., 2015. Flooding and flood risk reduction in Nigeria: cardinal gaps, Journal of Geography and Natural Disasters 5(5): 136-145

Parhi,P.K., 2018. Flood Management in Mahanadi Basin using HEC-RASand Gumbel’s Extreme Value Distribution. Journal of The Institution of Engineers (India): Series A 99(4): 751–755.

Quiroga, m., kure, s., and mano, a,. 2016. Application of 2D numerical simulation for the analysis of the February 2014 Bolivian Amazonia flood: Application of the new HEC-RAS version 5. RIBAGUA – Revista Iberoamericana del Agua 3(1): 25–33

Rahmani, R. A., Mohammadi, M., and Danandeh Mehr, A., 2020. Climate change impacts on floodway and floodway fringe: a case study in Shahrchay River Basin, Iran. Arabian Journal of Geosciences 494: 1-13.

Samela, C., Troy, T., and Manfreda, S., 2017.  Geomorphic classifiers for flood-prone areas delineation for data-scarce environments.  . Journal of the Advances in Water Resources 102 : 13–28.

Sanchez, F. J., and Roman, S., 2007. Manual Introductorio a HEC-RAS. Departamento de Geología, Universidad, Salamanca, Espa~na. (Accessed 12 December 2017).

Shelley, J., Gibson, S., and Williams, A., 2015. Unsteady flow and sediment modeling in a large reservoir using HEC-RAS 5.0. In: Federal Interagency Sediment Conference.

Shokri, A., Sabzevari, S., and Hashemi, S. A., 2020. Impacts of flood on health of Iranian population: Infectious diseases with an emphasis on parasitic infections. Parasite Epidemiology and Control 9: e00144.

Yerramilli, S. A., 2012. Hybrid Approach of Integrating HEC-RAS and GIS Towards the Identification and Assessment of Flood Risk Vulnerability in the City of Jackson, MS. American Journal of Geographic Information System 1(1): 7-16.

Zelenakova, M., Fijko, R., Labant, S., Weiss, E., Markovic, G., and Weiss, R., 2019. Flood risk modelling of the Slatvinec stream in Kru _ zlov village, Slovakia. Journal of Cleaner Production.Journal of Cleaner Production 212:109-118.