علوم آب و خاک

شبیه‌سازی رفتار هیدرولیکی رودخانه‌ها و تعیین حریم بستر برای اجرای طرح‌های مهندسی رودخانه، پیش‌بینی خسارات ناشی از سیل در شرایط مختلف و مطالعات توجیهی اقتصادی - اجتماعی برنامه‌های کنترل و مهار سیل و دیگر مطالعات وابسته به سامانه رودخانه‌ها ضرورت دارد. در این پژوهش حریم بستر و نقشه پهنه‌بندی سیلاب رودخانه زاینده‌رود در بازه‌ای به‌طول 155 کیلومتر از سد تنظیمی زاینده‌رود تا سد انحرافی نکوآباد با استفاده از نرم‌افزارهای ArcGIS، HEC-RAS و برنامه جانبی HEC-GeoRAS تعیین شده است. به این منظور نقشه‌های رقومی 1:250000 پلان رودخانه تهیه و منطقه به 1085 مقطع عرضی تقسیم شد. ضریب مانینگ نیز به‌روش کووان تعیین شد. درنهایت داده‌ها به نرم‌افزار HEC-RAS وارد و تجزیه و تحلیل شدند. پس از تعیین محدوده سیل‌گیر در دوره‌های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50، 100 و 200 ساله در تمامی مقاطع عرضی، نتایج به محیط ArcGIS وارد شد و نقشه‌های پهنه‌بندی سیلاب به‌دست آمد. نتایج این پژوهش نشان داد که از کل اراضی سیل‌گیر 200 ساله، 96 درصد اراضی سیل‌گیر مربوط به دوره بازگشت 25 سال است. دشت‌های سیلابی به‌دلیل نزدیکی به رودخانه و حاصلخیزی، محل زراعت و سکونت بسیار خوبی به‌شمار می‌رود اما برای حفط امنیت و کاهش خطرات سیل باید حریم رودخانه به‌طور کامل رعایت شود. در تمامی بازه‌های مورد مطالعه نقاطی مانند روستاهای مارکده، برنجگان و بیستجان یافت می‌شود که حریم تعیین‌شده رعایت نشده است و درصورت وقوع سیل خسارات جبران‌ناپذیری به‌بار خواهد آورد.

امروزه تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی سیلاب یکی از اطلاعات پایه و مهم در مطالعات طرح‌های عمرانی در دنیا محسوب می‌شود و قبل از هر گونه سرمایه‌گذاری و اجرای طرح‌های توسعه، بررسی آن در دستور کار سازمان‌های ذیربط قرار دارد. در این مقاله، پهنه‌بندی سیلاب با استفاده از مدل دوبعدی HEC-RAS و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) ‌به‌منظور ارزیابی خطرپذیری طرح احداث ایستگاه راه‌آهن در مجاورت ساحل رودخانه ایرانشهر، در بازه‌ای به طول 2500 متر انجام شده است. استفاده از مدل هیدرولیکی دوبعدی در مقایسه با مدل‌های یک‌بعدی به‌کار رفته در تحقیقات گذشته، سبب شبیه‌سازی دقیق‌تر الگوی جریان ‌به‌خصوص در مناطق سیلاب‌دشت خواهد شد. در این مقاله، با توجه نقش مهم توپوگرافی منطقه در اطمینان از دقت محاسبات، از مدل رقومی ارتفاع (DEM) با دقت بسیار بالا (در حدود دو متر) که از عکس‌های هوایی به‌دست آمده، استفاده شده است. بدین‌ترتیب میزان پیشروی سیلاب، عمق و سرعت جریان را در دوره بازگشت‌های مختلف با دقت بالایی است. بر اساس مقایسه پروفیل سطح آب در سیلاب‌های با دوره بازگشت 100 و 25 ساله، بیشترین اختلاف تراز سطح آب 5/0 متر بوده است که این مسئله با توجه شیب کم منطقه منطقی ‌به‌نظر می‌آید. نتایج این مقاله نشان می‌دهد که موقعیت ایستگاه راه‌آهن از نظر میزان خطرپذیری، در محدوده خطر متوسط و حاشیه سیلاب قرار دارد.

سیلاب یکی از پرتکرارترین و مخرب‌ترین بلایای طبیعی در جهان به شمار می‌رود که هر ساله خسارات گسترده‌ای به زیرساخت‌های انسانی و محیط‌زیست وارد می‌کند. هدف این پژوهش، ارزیابی خسارات مستقیم سیلاب با استفاده از مدل HEC-FIA در حوضه آبخیز سمیرم است. در گام نخست، نقشه‌های سیلاب حاصل از مدل HEC-RAS بر مبنای داده‌های مدل ارتفاع رقومی (DEM)، اطلاعات هیدرولوژیک و ضرایب زبری، در شرایط جریان یکنواخت و ناپایدار تولید شدند. سپس با تبدیل نقشه‌ها به فرمت قابل‌استفاده در نرم‌افزار HEC-FIA و تلفیق آن با داده‌های اقتصادی، کاربری اراضی و جمعیت، برآورد خسارات سیلاب انجام گرفت. پایگاه داده‌های اقتصادی شامل اطلاعات به‌روز‌شده مربوط به کاربری‌های کشاورزی، باغی، مسکونی و صنعتی بوده که بخشی از آن از طریق بازدیدهای میدانی تأمین شد. سیلاب رخ‌داده در تاریخ ۲۰ اسفند ۱۳۸۴ به‌عنوان سیلاب پایه انتخاب شد و تحلیل خسارات برای دوره‌های بازگشت مختلف انجام شد. نتایج نشان دادند که بیشترین خسارت به بخش کشاورزی وارد شده است. در سیلاب سال پایه، مجموع خسارات کشاورزی بیش از ۸۲۱ میلیارد ریال و خسارات ساختمانی حدود ۳ میلیارد ریال برآورد شد. همچنین، در دوره بازگشت ۱۰۰۰ساله، خسارات کشاورزی به ۱۴۲۷ میلیارد ریال و خسارات ساختمانی به ۴۴ میلیارد ریال رسید. روند کاهش خسارات در دوره‌های بازگشت کمتر نیز بررسی شد و نشان داد که در دوره‌های بازگشت ۱۰ساله و کمتر، بخش ساختمانی خسارتی متحمل نشده، اما بخش کشاورزی همچنان آسیب‌پذیر باقی مانده است. یافته‌ها بیانگر آن است که مدل HEC-FIA قابلیت زیادی در برآورد خسارات مستقیم سیلاب در سطوح مختلف مکانی و زمانی دارد و می‌تواند ابزاری کارآمد در تصمیم‌سازی‌های مدیریتی و برنامه‌ریزی مقابله با سیلاب باشد.