تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

برآورد عمق سیلاب در رودخانه قم‌رود با ترکیب ویژگی‌های هیدرولیکی رودخانه و ژئومورفیک حوضه آبریز

نویسندگان
سمانه ریاهی 1
امیر صفاری 1
سید موسی حسینی 2
علی احمدآبادی 1
1 دانشگاه خوارزمی
2 دانشگاه تهران
10.61186/jsaeh.11.2.41
چکیده
به منظور برنامه‌ریزی، مدیریت و بهره‌برداری از منابع آب و زمین، آگاهی نسبت به تغییرپذیری فضایی منابع هم­چنین درک رفتار پاسخ حوضه به منظور مدل‌سازی فرآیندهای فیزیکی نقش اساسی بسیار مهمی دارد. حوضه قم­رود به دلیل قرارگیری در مناطق خشک و نیمه خشک و شرایط اقلیمی و ژئومورفولوژی خاص، مستعد سیلاب­های ناگهانی می­باشد. به دلیل کمبود داده­های هیدرومتری و توپوگرافی با دقت بالا در حوضه، استفاده از مدل­های هیدرولیکی منجر به نتایج دقیقی از ویژگی­های هیدرولیکی سیلاب نمی­شود. در چنین شرایطی، روش­های که مبتنی بر ویژگی­های ژئومورفولوژیک حوضه ­باشد، می­تواند کمک کننده باشد. روش مورد استفاده در این مقاله روش اشل متغیر سیل (VFS) می­باشد که ویژگی­های هیدرولیکی رودخانه را با مشخصات ژئومورفیک حوضه به منظور برآورد عمق آب در رودخانه ناشی از سیلاب با دوره بازگشت­های مختلف را ترکیب می­کند. میزان عمق آب برای دوره بازگشت مختلف دو، پنج، ده، بیست و پنج، پنجاه و صد سال مورد بررسی قرار گرفت در هر دوره بیشترین میزان عمق آب در قسمت­های نزدیک به خروجی و کمترین میزان عمق آب در قسمتهای بالادست رودخانه می­باشد. بررسی­ها نشان می­دهد که ارتباط مستقیمی بین میزان عمق آب و مساحت زیرحوضه وجود دارد. نتایج این تحقیق می­تواند برای حوضه های فاقد آمار هیدرومتری و توپوگرافی با دقت بالا به منظور برآورد سرعت اوج و عمق سیلاب مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
مخاطرات سیل
مدل اشل متغیر سیل
حوضه قم‌رود
مدل هیدرولیک
ژئومورفولوژی
عمق آب

عنوان مقاله English

Estimation of the flood depthyears in the Qom-Roud River by combining the hydraulic characteristics of the river and the geomorphic characteristics of the catchment area.

نویسندگان English

samaneh riahi 1
amir safari 1
seyed musa hisseini 2
ali ahmadabadi 1
1 kharazmi university
2 Tehran university
چکیده English

In order to plan, manage and exploit water and land resources, awareness of the spatial variability of resources, as well as understanding the response behavior of the watershed in order to model physical processes, has an identical significant role. Due to its location in arid and semi-arid areas, special climatic and geomorphological conditions, Qom-Roud basin is prone to flash floods. Due to the lack of hydrometric and topographical data with high accuracy in the basin, the use of hydraulic models does not lead to accurate results of the hydraulic characteristics of floods. In such a situation, the methods based on the geomorphological features of the basin can be advantageous. In this article, Variable flood stage method (VFS) method is used, which combines the hydraulic characteristics of the river with the geomorphic characteristics of the basin in order to estimate the water depth in the river caused by floods with different return periods. The water depth was investigated for different return periods of two, five, ten, twenty-five, fifty and hundred years. In each period, the highest water depth was in the parts near the outlet and the lowest water depth was in the upstream parts of the river. The research illustrations there is a direct relationship between the depth of water and the area of the sub-basin. The results of this research can be used for basins without hydrometric and topographic statistics with high accuracy in order to estimate the peak speed and flood depth.

کلیدواژه‌ها English

flood hazards
Variable flood stage method
Qom-Roud basin
hydraulic model
geomorphy
water depth
بزرگ حداد، امید؛ سارا خسروشاهی اصل، محبوبه زارعزاده، پوریا جوان. 1392. توسعه مدل شبیه‌سازی – بهینه‌سازی در حفاظت مناطق سیل‌گیر. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 27 (3) : 462-471.
بزرگ حداد، امید؛ سارا خسروشاهی اصل، محبوبه زارعزاده، پوریا جوان. 1392. توسعه مدل شبیه‌سازی – بهینه‌سازی در حفاظت مناطق سیل‌گیر. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 27 (3) : 462-471.
جعفری، محمدرضا و شمس الله عسگری .1400. پهنه‌بندی آسیب‌پذیری عرصه‌های پخش سیلاب مطالعه موردی: ایستگاه پخش سیلاب موسیان استان ایلام) . نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 8( 2):151-164
جعفری، محمدرضا و شمس الله عسگری .1400. پهنه‌بندی آسیب‌پذیری عرصه‌های پخش سیلاب مطالعه موردی: ایستگاه پخش سیلاب موسیان استان ایلام) . نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 8( 2):151-164
روشان، حسین ؛ قربان وهاب زاده، کریم سلیمانی، رسول فرهادی .1392. شبیه سازی رفتار هیدرولیکی رودخانه با استفاده از مدل HEC-RAS در محیط GIS مطالعه موردی: رودخانه بشار، استان کهگیلویه و بویراحمد. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، 4(7): 70-84.
روشان، حسین ؛ قربان وهاب زاده، کریم سلیمانی، رسول فرهادی .1392. شبیه سازی رفتار هیدرولیکی رودخانه با استفاده از مدل HEC-RAS در محیط GIS مطالعه موردی: رودخانه بشار، استان کهگیلویه و بویراحمد. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، 4(7): 70-84.
شکیب،سید حامد؛ حمید شجاع رستگاری، علی اسماعیلی .1390. بررسی تغییرات عمق آب رودخانه شهری با استفاده از منطق فازی-عصبی. یازدهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، باهنر کرمان
شکیب،سید حامد؛ حمید شجاع رستگاری، علی اسماعیلی .1390. بررسی تغییرات عمق آب رودخانه شهری با استفاده از منطق فازی-عصبی. یازدهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، باهنر کرمان
ظهیری، جواد و آشناور، مهران.1398. مدل‌سازی دوبعدی هیدرولیک جریان در رودخانه کارون. علوم آب و خاک- ویژه‌نامه سیل و فرسایش خاک، ۲۳(4 ) : 331-344.
ظهیری، جواد و آشناور، مهران.1398. مدل‌سازی دوبعدی هیدرولیک جریان در رودخانه کارون. علوم آب و خاک- ویژه‌نامه سیل و فرسایش خاک، ۲۳(4 ) : 331-344.
غلامی، معصومه؛ عزت الله قنواتی، علی احمدآبادی .1398-. شبیه سازی پهنه های سیل گیر در حوضه های آبریز کلان شهر تهران (حوضه کن). تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 6 (4): 95-108.
غلامی، معصومه؛ عزت الله قنواتی، علی احمدآبادی .1398-. شبیه سازی پهنه های سیل گیر در حوضه های آبریز کلان شهر تهران (حوضه کن). تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 6 (4): 95-108.
مدیریت منابع آب، داده های آماری
مدیریت منابع آب، داده های آماری
Amoateng, P.; C. M. Finlayson, J. Howard, and B. Wilson.2018. A multi-faceted analysis of annual flood incidences in Kumasi, Ghana. International Journal of Disaster Risk Reduction, 27: 105–117
Amoateng, P.; C. M. Finlayson, J. Howard, and B. Wilson.2018. A multi-faceted analysis of annual flood incidences in Kumasi, Ghana. International Journal of Disaster Risk Reduction, 27: 105–117
Dodov,; B. ; and E. Foufoula-Georgiou. 2004. Generalized hydraulic geometry: derivation based on a multiscaling formalism. Water Resources Research, 40: 101-137. DOI:10.1029/2003wr002082
Dodov,; B. ; and E. Foufoula-Georgiou. 2004. Generalized hydraulic geometry: derivation based on a multiscaling formalism. Water Resources Research, 40: 101-137. DOI:10.1029/2003wr002082
Munna,G.M.; M.J.B. Alam, M.M. Uddin, N. Islam, A.A. Orthee ,and Kh. Hasan.2021. Runoff prediction of Surma basin by curve number (CN) method using ARC-GIS and HEC-RAS. Environmental and Sustainability Indicators, 11: 1-7.
Munna,G.M.; M.J.B. Alam, M.M. Uddin, N. Islam, A.A. Orthee ,and Kh. Hasan.2021. Runoff prediction of Surma basin by curve number (CN) method using ARC-GIS and HEC-RAS. Environmental and Sustainability Indicators, 11: 1-7.
Hosseini, S.M.; N.Mahjouri ,and S.Riahi .2016. Development of a Direct Geomorphologic IUH Model for Daily Runoff Estimation in Ungauged Watersheds. Hydrology. Engineering, 21(6), 05016008.DOI: 10.1061/(ASCE) HE .1943-5584.0001333.
Hosseini, S.M.; N.Mahjouri ,and S.Riahi .2016. Development of a Direct Geomorphologic IUH Model for Daily Runoff Estimation in Ungauged Watersheds. Hydrology. Engineering, 21(6), 05016008.DOI: 10.1061/(ASCE) HE .1943-5584.0001333.
Li, j.; Y. Zhoa, L. Bates, J.Neal, S. Tooth, L. Hawker ,and C. Maffei .2020. Digital Elevation Models for topographic low-gradient, terminal dryland rivers: A comparison of spaceborne datasets for the Río Colorado, Bolivia. Journal of Hydrology, 591: 125617.
Li, j.; Y. Zhoa, L. Bates, J.Neal, S. Tooth, L. Hawker ,and C. Maffei .2020. Digital Elevation Models for topographic low-gradient, terminal dryland rivers: A comparison of spaceborne datasets for the Río Colorado, Bolivia. Journal of Hydrology, 591: 125617.
Leopold, LB.; and T.Jr, Maddock.1953. The hydraulic geometry of stream channels and some physiographic implications. Geological survey professional paper, 252: 145-157
Leopold, LB.; and T.Jr, Maddock.1953. The hydraulic geometry of stream channels and some physiographic implications. Geological survey professional paper, 252: 145-157
Munna, G, M. ; M. J. B Alam, M. M. Uddin, N. Islam, A. A. Orthee, K. Hasan .2021. Runoff prediction of Surma basin by curve number (CN) method using ARC-GIS and HEC-RAS. Environmental and Sustainability Indicators, 11:100129
Munna, G, M. ; M. J. B Alam, M. M. Uddin, N. Islam, A. A. Orthee, K. Hasan .2021. Runoff prediction of Surma basin by curve number (CN) method using ARC-GIS and HEC-RAS. Environmental and Sustainability Indicators, 11:100129
Munich, R. E. 2005. Topics Geo, annual review, natural catastrophes 2005. Knowledge series Munich, Germany: Topics Geo, (2006, [DOI:Yes).]
Munich, R. E. 2005. Topics Geo, annual review, natural catastrophes 2005. Knowledge series Munich, Germany: Topics Geo, (2006, [DOI:Yes).]
Nardi ,F.;E. Vivoni,S. Grimaldi. 2006. Investigating a floodplain scaling relation using a hydrogeomorphic delineation method. Water Resources Research ,42:9-28. DOI:10.1029/2005WR004155
Nardi ,F.;E. Vivoni,S. Grimaldi. 2006. Investigating a floodplain scaling relation using a hydrogeomorphic delineation method. Water Resources Research ,42:9-28. DOI:10.1029/2005WR004155
Perera, E. D. P.; A. Hiroe, D.Shrestha, K. Fukami, D. B. Basnyat,S. Gautam. A.Hasegawa, T.Uenoyama, and S.Tanaka .2015. Community-based Flood Damage Assessment Approach for Lower West Rapti River basin in Nepal under the Impact of Climate Change. Natural Hazards, 75: 669-699.
Perera, E. D. P.; A. Hiroe, D.Shrestha, K. Fukami, D. B. Basnyat,S. Gautam. A.Hasegawa, T.Uenoyama, and S.Tanaka .2015. Community-based Flood Damage Assessment Approach for Lower West Rapti River basin in Nepal under the Impact of Climate Change. Natural Hazards, 75: 669-699.
Rathjens.H, K.; N.Oppelt, D. Bosch, J,G .Arnold, M.Volk. 2014. Development of a grid-based version of the SWAT landscape model. Hydrological Processes, 29: 900–914. DOI:10.1002/hyp.10197.
Rathjens.H, K.; N.Oppelt, D. Bosch, J,G .Arnold, M.Volk. 2014. Development of a grid-based version of the SWAT landscape model. Hydrological Processes, 29: 900–914. DOI:10.1002/hyp.10197.
Rathjens.H, K.; Bieger, I. Chaubey, J. G. Arnold, P. M.Allen, R. Srinivasan, D. D. Bosch, and M. Volk .2016. D. D. Bosch and M. Volk .2016. Delineating floodplain and upland areas for hydrologic models: a comparison of methods. a comparison of methods. Hydrological processes, 30: 4367–4383.
Rathjens.H, K.; Bieger, I. Chaubey, J. G. Arnold, P. M.Allen, R. Srinivasan, D. D. Bosch, and M. Volk .2016. D. D. Bosch and M. Volk .2016. Delineating floodplain and upland areas for hydrologic models: a comparison of methods. a comparison of methods. Hydrological processes, 30: 4367–4383.
Rodríguez-Iturbi.; I and JB. Valdés .1979. The geomorphologic structure of hydrologic response. Water Resources Research,15: 1409–1420. DOI:10.1029/wr015i006p01409.
Rodríguez-Iturbi.; I and JB. Valdés .1979. The geomorphologic structure of hydrologic response. Water Resources Research,15: 1409–1420. DOI:10.1029/wr015i006p01409.
Smith, K.; and DN. Petley .2009. Environmental hazard: assessing risk and reducing disaster. 5th edn. Routledge, London(book).
Smith, K.; and DN. Petley .2009. Environmental hazard: assessing risk and reducing disaster. 5th edn. Routledge, London(book).
Thompson CM .; and T.G. Frazier .2014. Deterministic and probabilistic flood modeling for contemporary and future coastal and inland precipitation inundation. Appl Geogr, 50:1–14.
Thompson CM .; and T.G. Frazier .2014. Deterministic and probabilistic flood modeling for contemporary and future coastal and inland precipitation inundation. Appl Geogr, 50:1–14.
Borwarnginna,P.;H. Jason ,Hagab. W.Kusakunniran .2022. Predicting river water height using deep learning-based features .ICT Express, in press [DOI:10.1016/j.icte.2022.03.012.]
Borwarnginna,P.;H. Jason ,Hagab. W.Kusakunniran .2022. Predicting river water height using deep learning-based features .ICT Express, in press [DOI:10.1016/j.icte.2022.03.012.]