تعداد نشریات | 418 |
تعداد شمارهها | 9,991 |
تعداد مقالات | 83,507 |
تعداد مشاهده مقاله | 77,129,665 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 54,172,380 |
ارزیابی هیدرولوژیکی عملکرد اقدامات آبخیزداری بر ویژگیهای سیلاب در حوضه آبخیز بالادست سد وشمگیر در استان گلستان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اکوسیستم های طبیعی ایران | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 6، دوره 8، شماره 2، شهریور 1396، صفحه 67-82 اصل مقاله (952.63 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: پژوهشی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
محبوبه حاجی بیگلو* 1؛ محمد رشیدی2؛ آتبین محبتی2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1دانشگاه گرگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2دانشگاه فردوسی مشهد | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ارزیابی پروژههای آبخیزداری به منظور برنامهریزیهای آتی در خصوص طرحهای اجرایی و مدیریت منابع طبیعی انجام میگیرد. بر این اساس، مطالعات حاضر با هدف ارزیابی تأثیر اقدامات آبخیزداری اجرا شده در حوضه آبخیز بالادست سد وشمگیر، با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMSانجام گرفت. برای تعیین تأثیر سازههای اصلاحی و همچنین اقدامات بیولوژیکی صورت گرفته، اقدام به شبیهسازی رفتار سیلاب برای رخدادهای موجود گردید. معیارهای دبی اوج و حجم سیلاب برای ارزیابی تعیین شد و مقادیر آنها برای دو وضعیت قبل و بعد از اقدامات آبخیزداری محاسبه گردید. نتایج مقایسه آماری نشان داد که تأثیر این اقدامات بر روی دبی پیک معنیدار نبوده و درخصوص پارامتر حجم سیلاب، در سطح 95 درصد معنیدار میباشد. در بررسی پاسخ هیدرولوژیکی حوضه در مقابل رگبارهای طرح مشخص شد با افزایش دوره بازگشت سیلاب، تأثیر اقدامات بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب کاهش مییابد. بیشترین تأثیر اقدامات بر دو پارامتر یاد شده در دوره بازگشتهای پایین (2 تا 10 سال) بوده است که برای پارامترهای دبی اوج و حجم سیلاب به ترتیب 94/0 و 96/0 حالت قبل از اقدامات تعیین گردید. همچنین بررسی حجم مخازن سازههای اصلاحی قبل از انباشت رسوب نشان میدهد که قابلیت کنترل سیلاب تا دوره بازگشت 10 ساله را دارند. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اقدامات آبخیزداری؛ ارزیابی هیدرولوژیکی؛ مدل HEC-HMS؛ کنترل سیلاب؛ سد وشمگیر | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ارزیابی هیدرولوژیکی عملکرد اقدامات آبخیزداری بر ویژگیهای سیلاب در حوزه آبخیز بالادست سد وشمگیر در استان گلستان
محبوبه حاجی بیگلو[1]*، محمد رشیدی[2]،آتبین محبتی[3] تاریخ دریافت:21/12/95 تاریخ پذیرش: 6/6/96
چکیده در مدیریت یکپارچه حوضههای آبریز، پیشبینی، مهار و کنترل سـیلاب اهمیـت ویژهای دارد و با اقدامات مناسب میتوان شدت خسارات ناشی از سیلاب در حوزه آبخیز را کـاهش داد. ارزیابی پروژههای آبخیزداری به منظور برنامهریزیهای آتی در خصوص طرحهای اجرایی و مدیریت منابع طبیعی انجام میگیرد. بر این اساس، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی تأثیر اقدامات آبخیزداری اجرا شده در حوزه آبخیز بالادست سد وشمگیر، با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC HMS انجام گرفت. برای تعیین تأثیر سازههای اصلاحی و همچنین اقدامات بیولوژیکی صورت گرفته، اقدام به شبیهسازی رفتار سیلاب برای رخدادهای موجود گردید. معیارهای دبی اوج و حجم سیلاب برای ارزیابی تعیین شد و مقادیر آنها برای دو وضعیت قبل و بعد از اقدامات آبخیزداری محاسبه گردید. نتایج مقایسه آماری نشان داد که تأثیر این اقدامات بر روی دبی پیک معنیدار نبوده و درخصوص پارامتر حجم سیلاب، در سطح 95 درصد معنیدار میباشد. در بررسی پاسخ هیدرولوژیکی حوزه در مقابل رگبارهای طرح مشخص شد که با افزایش دوره بازگشت سیلاب، تأثیر اقدامات بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب کاهش مییابد. بیشترین تأثیر اقدامات بر دو پارامتر یاد شده در دوره بازگشتهای پایین (2 تا 10 سال) بوده است که برای پارامترهای دبی اوج و حجم سیلاب به ترتیب 94/0 و 96/0 حالت قبل از اقدامات تعیین گردید. همچنین بررسی حجم مخازن سازههای اصلاحی قبل از انباشت رسوب نشان میدهد که این مخازن توانایی کنترل سیلاب با دوره بازگشت 10 ساله را دارا هستند.
واژههای کلیدی: اقدامات آبخیزداری، ارزیابی هیدرولوژیکی، مدل HEC-HMS، کنترل سیلاب، سد وشمگیر
مقدمه
در سالهای اخیر اقدامات گستردهای از نظر کنترل سیل، فرسایش و رسوب در زمینههای تحقیقاتی، مطالعاتی و اجرایی آبخیزداری انجام شده است، این در حالی است که ارزیابی طرحهای آبخیزداری به منظور تجزیه و تحلیل عملکرد اقدامات و تدوین راهکارهای اصولی یکی دیگر از نیازهای اساسی در این زمینه میباشد. آگاهی از میزان اثربخشی اجرای هر نوع پروژه برای مجریان آن از اهمیت زیادی برخوردار است، چراکه با شناخت کافی از میزان آن، ضمن آگاهی از میزان حصول اهداف اولیه، مزایا و معایب مرتبط شناسایی شده و تصمیمگیری لازم در خصوص اصلاح معایب و یا تجدید نظر در شیوه اجرا و یا حتی نوع عملیات اجرایی اتخاذ خواهد شد (18). یک حوزه مانند یک سیستم است که باید بعنوان یک واحد در نظر گرفته شود. هر گونه تغییری در بخشهای مختلف حوزه در خروجی حوزه آن تأثیر خواهد گذاشت. تغییرات یاد شده شامل موارد زیر می باشد: 1- تغییرات یا کاهش پیک سیل در هر زیر حوزه با احداث بندهای کنترلی 2- تغییر زمان تأخیر هیدروگرافهای سیل در زیر حوزهها تحت تأثیر عملیات سازهای بر این اساس کاهش پیک جریان در زیر حوزهها در اثر احداث بندهای کنترلی موضوعی قابل قبول میباشد. با این وجود پیک سیل در خروجی اصلی تنها تابعی از پیک سیل در زیر حوزهها نخواهد بود، بلکه تابعی از تغییرات زمان تأخیر زیر حوزهها و نحوه تلفیق و هم زمانی ترکیب دبی اوج سیلاب آنها میباشد (1). آبخیزداری به مجموعة اقدامات مکانیکی، بیولوژیکی و مدیریتی که در یک حوزه آبخیز به منظور ارتقاء وضعیت اقتصادی و اجتماعی ساکنین حوزه و با توجه به بهرهبرداری پایدار از منابع آن صورت میگیرد، اطلاق می گردد. بدون شک آبخیزداری یکی از فعالیتهای عمده و زیربنایی میباشد که به مدیریت جامع منابع آب و خاک و پوششگیاهی، بهرهبرداری بهینه از این منابع و حفظ سرمایة اصلی میپردازد (13). انجام اقدامات آبخیزداری با تأثیرگذاری بر اجزای حوزه آبخیز با تغییر در رفتار هیدرولوژیکی آن سعی در آرام کردن پاسخ حوزه آبخیز در قبال بارش ورودی دارد و در پاییندست با مدیریت وضعیت هیدرولیکی رودخانه و سیلابدشت جهت تسهیل عبور سیلاب تلاش مینماید (15). اقدامات مهار سیلاب در آبخیزداری از طریق احداث سازههای کوچک و اجرای روشهای بیولوژیکی مهار سیلاب در دوردستترین نقاط حوزه آبخیز اجرا میشود که آگاهی از میزان تأثیرگذاری این اقدامات تنها با بهرهگیری از مدلهای توزیعی و منطقهای مناسب، ممکن میباشد (8). تأثیر این اقدامات آبخیزداری و موارد کنترلی دیگر در برابر سیلاب، از دیدگاههای مختلف قابل بررسی است. به عنوان نمونه میتوان به نتایج و بررسی تحقیقات محققین زیر اشاره نمود.
Naef و همکاران (2002) در حوزه آبخیزی در آلمان نشان دادند که بهبود کاربری اراضی و اقدامات مدیریتی در مناطقی که تولید رواناب سریع دارند، میتواند به طور معنیداری باعث کاهش سیلاب گردد و در مناطقی که تولید رواناب در آنها با تأخیر صورت میگیرد، بهبود کاربری اراضی در کاهش سیلاب تأثیر چندانی ندارد (12). Magilligan و Nislow (2005) تأثیر سدها را در تنظیم رژیم هیدرولوژیکی رودخانهها بسیار معنیدار دانسته و بیشترین تغییر در دبیهای حداکثر و حداقل مشاهده کردند (10). Evrard و همکاران (2007) با هدف ارزیابی سازههای کنترل فرسایش، کاهش 40 درصدی دبی اوج و رواناب را در اثر اجرای عملیات حفاظتی در آبخیز گزارش نمودند (5). Yoshikawa و همکاران (2009) به ارزیابی عملکرد کاهش خسارات سیل توسط اقدامات کنترلی پرداختند. برای این منظور با استفاده از تجزیه و تحلیل هیدرولوژیکی و روندیابی سیل، مدلی را شبیهسازی نمودند، که در نهایت شبیهسازی شده در سطح کوچک را برای مدیریت مناطق سیلابی وسیع پیشنهاد کردند (20). گلرنگ و همکاران (2013) با انجام تحقیقی بر روی زیرحوزههای آبخیز کوشک آباد در استان خراسان رضوی به این نتیجه رسیدند که سدها و عملیات سازهای نقش کمتری در کاهش زمان تمرکز دارند درحالیکه اقدامات بیولوژیکی، 19 درصد در کاهش دبی اوج سیلاب و 14 درصد در کاهش حجم سیلاب مؤثر بوده است (7). تحقیقات زیادی در ایران نیز توسط تاجیکی و همکاران (1386)، کلهر و همکاران (1388)، سلیمانی و همکاران (1390)، غفاری و همکاران (1392)، نبیپور و همکاران (1393) بر روی حوزههای آبخیز ایران انجام شده است که بیانگر تأثیر مثبت اقدامات آبخیزداری در کاهش دبی اوج سیلاب میباشد (17، 9، 16، 6 و 11). در این تحقیق سعی بر آن شد تا با ارزیابی کمی خصوصیات سیل، تأثیر مستقیم اجرای عملیات آبخیزداری در دو دوره قبل (بدون انجام عملیات آبخیزداری) و بعد از آن (با انجام عملیات آبخیزداری) بررسی گردد. مواد و روشها حوزه سد وشمگیر با مساحت 733/7256 کیلومتر مربع در فاصله طول جغرافیایی ˝09 13َ ˚31 تا ˝40 21َ ˚45 شرقی و عرض جغرافیایی ˝66 68َ ˚40 تا ˝77 83َ ˚41 شمالی در استان گلستان واقع شده است. اقلیم منطقه از اقلیم نیمهخشک پیروی میکند و مقدار بارش در منطقه با نزدیک شدن به دریای خزر افزایش مییابد. ماههای اسفند و فروردین دارای بیشترین بارش در طول سال هستند. تمرکز زمانی بارش و عمده سیلابهای اخیر منطقه در فصل تابستان اتفاق میافتد. به طوری که مرداد ماه دارای بیشترین شدت بارش در دورههای کوتاه مدت بخصوص در سالهای اخیر بوده است. ویژگیهای فیزیکی هر یک از زیرحوزههای مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار ARC GIS استخراج گردید و به عنوان پارامترهای ورودی به مدل HEC-HMS معرفی گردید. تعداد زیرحوزههای بالادست سد وشمگیر 60 زیرحوزه میباشد که کلیه پارامترهای فیزیوگرافی مربوط به این زیرحوزهها محاسبه گردید. در شکل زیر موقعیت زیرحوزههای مورد مطالعه سد وشمگیر نشان داده شده است.
برای آگاهی از عملیات آبخیزداری انجام
گرفته در آبخیز بالادست سد وشمگیر، گزارشهای تلفیق و اجرایی و همچنین گزارشهای عملکرد مدیریت آبخیزداری استان گلستان مطالعه، و به وسیله بازدید صحرایی نهایی گردید. عملیات مکانیکی آبخیزداری انجام شده در سطح حوزه شامل 112 عدد بند خاکی، 41 عدد سازه سنگ و ملاتی، 9 سازه آشغالگیر و عملیات بیولوژیکی شامل 9/2607
هکتار نهالکاری، 528 هکتار اصلاح مراتع میباشد. به منظور بررسی میزان تأثیر عملیات مکانیکی و بیولوژیکی بر روی شیب آبراهه، زمان تمرکز و پوشش گیاهی حوزه، با معرفی پارامترها در شرایط قبل و بعد از انجام عملیات آبخیزداری به مدل HEC- HMS میزان تأثیرگذاری اقدامات آبخیزداری بر روی پارمترهای فیزیکی حوزه مشخص گردید که در جدول زیر آورده شده است.
شبیهسازی بارش- رواناب حوزه برای ارزیابی عملیات آبخیزداری اقدام به شبیهسازی بارش- رواناب در حوزه بالادست سد وشمگیر گردید. بدینمنظور مدل بارش رواناب برای زیرحوزههای بالادست ایستگاههای هیدرومتری موجود در حوزه که در حوزه بالادست آن اقدامات آبخیزداری صورت گرفته است، تهیه گردید تا کالیبراسیون مدل بر آن اساس انجام گردد و دبی حداکثر لحظهای ایستگاهها در دوره بازگشتهای مختلف را که از آمار ثبت شده ایستگاهها استخراج میگردد؛ بتوان مبنای مقایسه قرار داد. این ایستگاهها عبارتند از: رامیان، نوده خرمالو، تمر، حاجی قوشان، آقسو- قوجمز، گالیکش، قرهشور، لزوره و تیلآباد میباشد. لازم به ذکر است با عنایت به اینکه در پاییندست ایستگاه هیدرومتری حاجی قوشان، سد گلستان قرار دارد؛ برای حوزههای بالادست آن به طور جداگانه مدل هیدرولوژیک HEC-HMS تهیه شد.
همچنین برای هر سرشاخه ورودی به گرگانرود نیز مدل هیدرولوژیک به طور جداگانه تهیه گردید و ارزیابی اقدامات آبخیزداری مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در شکل زیر تصویر شماتیک حوزه در محیط نرمافزار HEC-HMS نمایش داده شده است. تبدیل بارش به رواناب با استفاده از مدل شماره منحنی و روندیابی سیل در رودخانه در محیط نرمافزار HEC-HMS انجام گرفت. سپس آنالیز حساسیت مدل به پارامترها و در مرحله بعدی شماره منحنی کالیبره بدست آمد. سپس با لحاظ تأثیر اقدامات مکانیکی (از نظر شیب) و بیولوژیکی و مدیریتی (از نظر تأثیر در شماره منحنی) برای شرایط بعد از اقدامات آبخیزداری مدل مجدداً اجرا گردید و شرایط بعد نسبت به قبل مقایسه شد.
در حوزه مورد مطالعه رگبارهای 15 دقیقهای ایستگاههای تمر، گلیداغ، پارک ملی گلستان، سد گرگان، سد گلستان، قشلاق و مینودشت در دسترس میباشد که در جدول (2) جزئیات آن آمده است.
جدول2- رگبارهای ایستگاههای بارانسنجی ثبات
همچنین هیدروگرافهای سیل در ایستگاههای تمر، حاجی قوشان، گالیکش، گنبد، لزوره، دشت، نوده خرمالو، ارازکوسه، رامیان، قزاقلی، سد گرگان، ورودی سد گلستان (اوغان)، تیلآباد (پل غزنوی)، قرهشور، جنگلده و قوجمز در دسترس میباشد که آمار ایستگاه تنگراه طی سالهای آبی 85-1384 تا 91-1390، ایستگاه دشت طی سالهای آبی 90-1389 تا 91-1390، ایستگاه تیلآباد طی سالهای آبی 83-1382 تا 91-1390 و آمار دیگر ایستگاههای یاد شده طی سالهای آبی 82-1381 تا 91-1390 موجود میباشد.
نتایج
بعد از انجام شبیهسازی مدل بایستی آنالیز حساسیت، کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل شبیهسازی بارش- رواناب انجام گیرد. بدین منظور عمل کالیبراسیون در حوزه بالادست ایستگاه هیدرومتری تمر انجام گرفت. هیدروگرافهای مشاهداتی از سال آبی 82-1381 الی 91-1390 و رگبارهای ثبت شده از سال آبی 86-1385 الی 91-1390 در دسترس بود. بنابراین هیدروگرافهای سیل مشاهداتی و هایتوگراف متناظر آن طی سالهای آبی 86-1385 تا 91-1390 مورد بررسی قرار گرفت. از میان رخدادهای بارش- رواناب تعداد 2 رخداد با شرایط لازم انتخاب گردید که یکی برای کالیبراسیون و دیگری برای اعتباریابی انتخاب گردید. رخدادهای منتخب عبارتند از: 6/8/1385- 17/8/1385 سیل رخ داده در تاریخ 6/8/1385 یکی از شدیدترین سیلهای منطقه است. در این تاریخ، بارش نسبتاً فراگیری در حوزه رخ داده است. حوزه در شرایط رطوبتی III بوده و طول مدت بارش برای ایستگاههای مختلف، متفاوت بوده که مقادیر آن در جدول (3) آمده است.
دبی حداکثر سیل ثبت شده با فواصل زمانی یک ساعته برای این رخداد سیل در ایستگاه تمر برابر 1/88 مترمکعب بر ثانیه میباشد که هیدروگراف آن پس از کسر دبی پایه در شکل (3) نشان داده شده است.
شکل 3- هیدروگراف سیل مربوط به واقعه 6/8/1385 در ایستگاه هیدرومتری تمر جدول 3- بارشهای رخ داده در ایستگاههای واقع در حوزه بالادست ایستگاه تمر و اطراف آن
کالیبراسیون مدل به منظور انجام کالیبراسیون مدل بایستی پارامتر حساس در مدل شناسایی شود. برای این منظور شماره منحنی (CN) و زمان تأخیر در هر یک از زیرحوزهها کم و زیاد گردید و نتایج در خروجی حوزه مورد بررسی قرار گرفت. بدین صورت که مقدار این دو پارامتر از 15%- تا 15% با فواصل 5% تغییر داده شد و اثر آن بر دبی اوج سیل تعیین گردید. نمودار شکل (4) منحنی تغییرات نتایج مدل در حوزه بالادست ایستگاه تمر نسبت به تغییر در دو پارامتر یاد شده را نشان میدهد. همانطور که نمودار نشان میدهد مدل حساسیت بیشتری را نسبت به تغییرات CN نمایان ساخته و لذا کالیبراسیون مدل براساس این پارامتر انجام میشود.
شکل 4- منحنی تغییرات مدل در حوزه بالادست ایستگاه تمر نسبت به تغییر در دو پارامتر CN و زمان تأخیر
کالیبراسیون مدل در حوزه بالادست ایستگاه تمر با استفاده از این رخداد سیل صورت پذیرفت که نتایج آن در جدول (4) نمایش داده شده است. باتوجه به هدف مطالعه، برای شاخص نکویی برازش از روش Percent Error in Peak Flow استفاده شد.
جدول4- مقادیر حاصل از اولین بهینهسازی- حوزه بالادست ایستگاه تمر-روشPercent Error in Peak Flow
اعتبارسنجی مدل
اعتبارسنجی مدل با استفاده پارامترهای بهینه شده در مرحله کالیراسیون برای رخداد سیل 18/8/1385 صورت پذیرفت که هیدروگراف شبیهسازی، مقادیر مقایسهای در شکل (5) و جدول (5) آمده است.
شکل 5- مقایسه هیدروگراف مشاهداتی و محاسباتی رخداد سیل 18/8/1385 جدول5- مقادیر شبیهسازی بارش- رواناب برای رخداد سیل 18/8/1385 در حوزه بالادست ایستگاه تمر
سپس اعتبارسنجی مدل برای دیگر زیرحوزهها باتوجه به نبود هیدروگراف سیل و رگبار همزمان، با استفاده از مقادیر دبی با دوره بازگشتهای مختلف در ایستگاههای هیدرومتری موجود و همچنین نتایج بازدیدهای میدانی و بررسی سوابق مطالعاتی انجام شده در این زیرحوزهها صورت گرفت. پس از کالیبراسیون و اعتباریابی مدل، شبیهسازی مدل بارش- رواناب برای دوحالت پیش و پس از انجام اقدامات آبخیزداری صورت پذیرفت. برای این عمل نیاز به میزان بارش طرح در مدت زمان برابر زمان تمرکز در زیرحوزههای مورد مطالعه میباشد که این مقادیر از روی منحنیهای IDF منطقه مورد مطالعه استخراج گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی مدل بارش- رواناب برای هر یک از زیر حوزههای مطالعاتی در شرایط پیش و پس از اقدامات آبخیزداری استخراج شد و میزان درصد کاهش دبی سیلاب و حجم سیلاب در هر یک از زیرحوزههای مورد مطالعه در جداول (6) و (7) ارائه گردیده است.
جدول 6- درصد کاهش دبی سیلاب در دوره بازگشتهای مختلف در زیرحوزههای مورد مطالعه- پس از اقدامات آبخیزداری
جدول7- درصد کاهش حجم سیلاب در دوره بازگشتهای مختلف در زیرحوزههای مورد مطالعه- پس از اقدامات آبخیزداری
پس از استخراج مقادیر دبی سیلاب، هیدروگراف سیلاب خروجی هر یک از زیرحوزهها با دوره بازگشتهای مختلف در شرایط پیش و پس از اقدامات آبخیزداری تهیه شد. در اشکال زیر هیدروگرافهای سیلاب در دوره بازگشتهای مختلف برای زیر حوزه شماره 1624220 در شرایط پیش و پس از اقدامات آبخیزداری نشان داده شده است.
بحث و نتیجهگیری در این تحقیق، برای ارزیابی تأثیر اقدامات آبخیزداری بر روی زمان تمرکز و شماره منحنی حوزه و کاهش دبی پیک و حجم سیلاب، مدل HEC-HMS به کار گرفته شد. نتایج بدست آمده از شبیهسازی و مقایسه هیدروگرافهای شبیهسازی شده و مشاهداتی بیانگر این است که مدل با تقریب قابل قبولی میتواند در شبیهسازی بارش- رواناب در حوزه مورد مطالعه به کار رود که خلاصه نتایج بدست آمده از شبیهسازی در زیرحوزه بالادست ایستگاه هیدرومتری تمر که دادههای رگبار و سیل همزمان موجود بوده است، در جدول (8) آمده است.
جدول 8- مقایسه مقادیر هیدروگراف مشاهداتی و شبیهسازی شده
همچنین در مرحله آنالیز حساسیت که برای دو پارامتر شماره منحنی و زمان تأخیر صورت گرفت، پارامتر شماره منحنی با داشتن شیب بیشتر به عنوان پارامتر حساس تعیین گردید و برای واسنجی از آن استفاده شد. برای اعتباریابی مدل از رخداد 17/8/85 استفاده گردید که با به کار بردن شماره منحنی کالیبره شده، مدل اجرا گردید و نتایج در محدوده 20 درصد خطای مجاز مدل قرار گرفت. در حوزه مورد مطالعه و در بازدیدهای صحرایی، مشخص گردید که متأسفانه برخی از سازههای احداث شده تخریب گردیده است و البته چندین سازه هم از 10 تا 100 درصد از رسوبات پر شده است که بیانگر تثبیت و جلوگیری از فرسایش و همچنین مهار رسوب در آن محدوده میباشد. تأثیر سازهها بر روی دبی پیک سیلاب از طریق تغییر شیب ناشی از رسوبگذاری در قسمت سرآب سازهها و بدنبال آن تغییر در زمان تمرکز مشخص گردید. نتایج نشاندهنده تأثیر کم سازهها در افزایش زمان تمرکز و در نتیجه کاهش دبی است که کمترین میزان تغییر زمان تمرکز در زیرحوزههای 1623010، -int162212 و 1624220 به میزان یک دقیقه میباشد و بیشترین میزان در زیرحوزههای 1625320، 1625310 و-int 162521 بهترتیب به میزان 41، 39 و 39 دقیقه میباشد. از لحاظ تأثیر اقدامات بیولوژیکی نیز باتوجه به بازدیدهای صحرایی و همچنین اطلاعات اخذ شده مشخص گردید که اقدامات بیولوژیکی انجام شده در حوزه مورد مطالعه نسبت به وسعت آن بسیار ناچیز بوده و به همین سبب تأثیر آن در کاهش دبی پیک سیلابی و حجم آن نیز بسیار کم میباشد که در بیشتر زیرحوزههای مطالعاتی اقدامات بیولوژیکی صورت نگرفته است و در زیرحوزههایی هم که انجام شده، در سطح بسیار کمی صورت پذیرفته و بیشینه تأثیر آن در بهبود شرایط هیدرولوژیکی و کاهش شماره منحنی در زیرحوزه-int 162510 به میزان 44/0 بوده است. پس از بررسی و تجزیه و تحلیل تأثیر عملیات آبخیزداری بر معیارهای ارزیابی مشاهده گردید که با افزایش دوره بازگشت، میزان تأثیر اقدامات بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب کاهش یافته است و بیشترین تأثیر در دوره بازگشتهای پایین (2 تا 10 سال) بوده است. نتایج این تحقیق که بیانگر تأثیر مثبت اقدامات آبخیزداری در کاهش دبی پیک سیلاب در حوزه بالادست سد وشمگیر می باشد با نتایج حاصل از تحقیق نبی پور و همکاران (1393)، یلدرمی و همکاران (1392)، آذری و همکاران (1390)، صادقی و همکاران (1383) همخوانی دارد (11، 19، 2 و 15). دهقانی و همکاران (1392) در تحقیق خود به این نتیجه رسیدند که وجود دوره آماری کوتاه چند ساله مربوط قبل و بعد از اقدامات آبخیزداری نمیتواند معیار مناسبی برای ارزیابی عمکرد اقدامات آبخیزداری باشد که در تحقیق حاضر نیز این مسئله یکی از مشکلات تحقیق بوده و لذا تداوم پایش در راستای دستیابی به آمار طولانیمدت و بررسی عملکرد درازمدت اقدامات آبخیزداری در منطقه مورد مطالعه توصیه میگردد (4). همچنین انجام تحقیق مشابه در سایر حوزههای آبخیز کشور با گستردگی بیشتر اقدامات و اهداف با روشهای موجود و حتی روشهای کیفی تأکید میگردد. نقش عملیات بیولوژیک آبخیزداری از قبیل مرتعکاری، نهالکاری، اصلاح مراتع، کپهکاری، درختکاری، بذرکاری با تأثیر مثبت بر روی مدیریت کاربری اراضی و از طرفی شماره منحنی حوزه میتواند نقش مؤثری در کاهش حجم رواناب برای حوزههای پایین دست داشته باشد که با نتایج تحقیق غفاری و همکاران (1392)، براتی و همکاران (1390)، سلیمانی و همکاران (1390) همخوانی دارد (6، 3 و 16).
References
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
References
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,255 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 742 |