تهیه و تحلیل نقشه خطر سیلاب با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC RAS و RAS MAPPER (مطالعه موردی: رودخانه سوک چم کاشان)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 2، دوره 10، شماره 3 - شماره پیاپی 39، آبان 1400، صفحه 19-37   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2021.69554.1038

نویسندگان

دانیال صیاد¹؛ رضا قضاوی^{* 2}؛ ابراهیم امیدوار³

¹دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری-آب، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

²استاد مهندسی آبخیزداری، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

³استادیار مهندسی آبخیزداری، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

چکیده

سیل یکی از بلا­های طبیعی رایج است که می­تواند زیر­ساخت­های شهری و روستایی و جان و اموال را با خطر مواجه کند. هدف از انجام این پژوهش تهیه و تحلیل نقشه خطر سیل دو روستای خنچه و بارونق در امتداد بخشی از رودخانه سوک چم است. ابتدا نقشه توپوگرافی با استفاده از Google Earth و Global mapper ساخته شد. سپس با استفاده از نقشه توپوگرافی ساخته شده در محیط نرم‌افزار AutoCAD Civil 3D برای بازه مطالعاتی سطح ایجاد گردید. سپس با استفاده از سطح ساخته شده مقاطع عرضی، پروفیل طولی، کانال رودخانه، سواحل سیل­گیر راست و چپ رودخانه سوک چم در محیط نرم‌افزار AutoCAD Civil 3D ساخته شد. برای شبیه‌سازی سیلاب در دوره بازگشت­های 25، 50، 100، 200 ساله، مقاطع عرضی ساخته شده به نرم‌افزار HEC RAS انتقال داده شد. برای تبدیل دبی حداکثر روزانه به دبی حداکثر لحظه­‌ای با توجه به مقدار P-value آزمون کولموگروف-اسمیرنوف (9/0) از روش فیل – استینر استفاده شد. نتایج حاصل از تحلیل فراوانی سیلاب نشان داد توزیع لوگ پیرسون نوع 3 مناسب­ترین توزیع است. بر اساس نتایج حاصل، سطح سیل­گیری برای دوره بازگشت­های 25، 50، 100، 200 ساله به ترتیب 77/0، 9/0، 15/1، 47/1 کیلومترمربع به دست آمد. با توجه به نقشه خطر سیل در دوره بازگشت 100 ساله (پهنه پر­خطر) به ترتیب حدود 5/41 و 5/4 درصد از دو روستای خنچه و بارونق در معرض خطر سیلاب متوسط تا خیلی زیاد قرار دارند. ایجاد دیواره­های ساحلی و سامان­دهی رودخانه در طول مسیر عبور رودخانه از این دو روستا امری ضروری است که می‌تواند خطرات ناشی از سیل را تعدیل نماید. استفاده از نقشه‌های تهیه شده برای انجام اقدامات کنتـرل سـیل، سامانه‌های پیش‌بینی و هشدار سیل، بیمه سیل و به‌طورکلی جهت اقدامات سازه‌ای و غیرسـازه­ای مهـار سـیل در منطقه پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها

نقشه خطر سیل؛ روستاهای خنچه و بارونق؛ مدل هیدرولیکی؛ AutoCAD Civil 3D؛ حوضه آبخیز رودخانه سوک چم

مراجع

 حجازی، اسد اله؛ خدائی قشلاق، فاطمه؛ خدائی قشلاق، لیلا؛ 1398. پهنه‌بندی خطر وقوع سیلاب در حوضه‌ی آبریز ورکش چای با استفاده از نرم‌افزار HEC-RAS و الحاقیه HEC-GEO-RAS. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، شماره 53. صص 56-137.

دلیران فیروز، هدی؛ مختار خوزانی، فهیمه؛ سلطانی، سعید؛ موسوی، سید علیرضا؛ 1394. ارزیابی خسارات ناشی از سیل در حوزه‌های آبخیز قمصر و قهرود با استفاده از نرم‌افزار HEC-FIA. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. علوم آب‌وخاک، شماره 74. صص 63-76.

زراعتکار، زهرا؛ حسن‌پور، فرزاد؛ 1395. شبیه‌سازی سیلاب شهری بیرجند با استفاده از مدل HEC-RAS و ARC-GIS. پژوهش‌های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی)، شماره 112. صص 41-56.

سازمان مدیریت و برنامه­ریزی کشور، وزارت نیرو؛ 1384. راهنمای پهنه­بندی سیل و تعیین حد بستر و حریم رودخانه. نشریه شماره 307.

شعبانلو، سعید؛ رجبی، احمد؛ اسلامیان، سید سعید؛ موسوی، سید فرهاد؛ 1391. ارزیابی روابط تجربی برآورد دبی اوج لحظه‌ای سیلاب در حوضه‌های آبریز غرب ایران. پژوهش آب ایران، شماره 10. صص 215-219.

قنواتی، عزت اله؛ احمد آبادی، علی؛ غلامی، معصومه؛ 1398. شبیه‌سازی پهنه‌های سیل گیر در حوضه‌های آبریز کلان شهر تهران (حوضه کن). تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، شماره 4. صص 95-108.

معیری، مسعود؛ انتظاری، مژگان؛ 1387). سیلاب و مروری بر سیلاب‌های استان اصفهان. فصلنامه چشم‌انداز جغرافیایی، شماره 6. صص 111-124.

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

 

Aynalem SB., 2020. Flood Plain Mapping and Hazard Assessment of Muga River by Using ArcGIS and HEC-RAS Model Upper Blue Nile Ethiopia. Landscape Architecture and Regional Planning 5: 74-85.

Azouagh AEl, Bardai R, Hilal I, El Messari JS., 2018.  Integration of GIS and HEC-RAS in Floods Modeling of Martil River (Northern Morocco). Eur. Sci. J 14: 130-142.

Chow VT. 1959. Open-channel hydraulics. McGraw-Hill civil engineering series.

Dorji K, Dorji K, Choosumrong S., 2019. River Flood modeling of Amochu River using GIS and HEC-RAS: A case study in Phuntsholing city, Chukha, Bhutan. Naresuan University.

Fill HD, Steiner, AA., 2003. Estimating instantaneous peak flow from mean daily flow data. Journal of Hydrologic Engineering 8: 365-369.

Ibrahim NF, Zardari NH, Shirazi SM, Mohd Haniffah M, Mat Talib S, Yusop Z, Mohd Yusoff S., 2017. Identification of vulnerable areas to floods in Kelantan River sub-basins by using flood vulnerability index. International Journal of GEOMATE 12: 107-114.

Khattak MS, Anwar F, Saeed TU, Sharif M, Sheraz K, Ahmed A., 2016. Floodplain mapping using HEC-RAS and ArcGIS: A case study of Kabul River. Arabian Journal for Science and Engineering 41: 1375- 1390.

Kim V, Tantanee S, Suparta W., 2020. GIS-BASED Flood Hazard Mapping Using HEC-RAS Model: A Case Study of Lower Mekong River, Camboda. Geographia Technica 15: 16-26.

Mcluckie D, Babister M, Smith G, Thomson R., 2014. Updating national guidance on best practice flood risk management. Paper presented at the Proc. Floodplain Management Association Annual Conference. Deniliquin, Australia.

Ongdas N, Akiyanova F, Karakulov Y, Muratbayeva A, Zinabdin N., 2020. Application of HEC-RAS (2D) for flood hazard maps generation for Yesil (Ishim) river in Kazakhstan. Water 12:  1-20.

Rangari VA, Sridhar V, Umamahesh N, Patel AK., 2019. Floodplain mapping and management of urban catchment using HEC-RAS: a case study of Hyderabad City. Journal of The Institution of Engineers (India): Series A 100: 49-63.

Sangal BP. 1983. Practical method of estimating peak flow. Journal of Hydraulic Engineering, 109: 549-563.

Tan WL, Liew WS, Ling L., 2021. Statistical modelling of extreme rainfall in Peninsular Malaysia. Paper presented at the ITM Web of Conferences 36: 1-12.

Vojtek M, Petroselli A, Vojteková J, Asgharinia S., 2019. Flood inundation mapping in small and ungauged basins: sensitivity analysis using the EBA4SUB and HEC-RAS modeling approach. Hydrology Research, 50: 1002-1019.