تأثیر الگوی توزیع بارش و معادله نفوذ در شبیه‌سازی سیلاب شهری مطالعه موردی: حوضه عبدالسلام کنگان

الموضوعات : فصلنامه علمی و پژوهشی پژوهش و برنامه ریزی شهری

محمد رفیع رفیعی ¹ (گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جهرم، صندوق پستی 74135-111، جهرم، ایران)
زهرا قدم پور ² (گروه عمران، واحد استهبان، دانشگاه آزاد اسلامی، استهبان، ایران)
تورج سبزواری ³ (گروه عمران، واحد استهبان، دانشگاه آزاد اسلامی، استهبان، ایران)

تاريخ الإرسال : 04 الإثنين , ربيع الأول, 1440 تاريخ التأكيد : 13 الخميس , شعبان, 1440 تاريخ الإصدار : 01 الأربعاء , ذو الحجة, 1441

الکلمات المفتاحية: آنالیز حساسیت, سیلاب شهری, مدل SWMM, الگوی توزیع بارندگی, معادلات نفوذ,

ملخص المقالة :

       یکی از پرکاربردترین مدل‌های شبیه‌سازی هیدرولوژیکی و هیدرولیکی جریان در شبکه دفع آبهای سطحی شهری، مدل SWMM است. این مدل همچون سایر مدل‌های جامع، در برگیرنده دامنه گسترده‌ای از داده‌ها و اطلاعات ورودی است. در چنین شرایطی احتمال دارد به دلیل عدم دسترسی به داده‌های واقعی یا پایین بودن دقت اندازه‌گیری آنها، نتایج مدل چندان قابل اطمینان نباشند. میزان این عدم قطعیت بسته به حساسیت مدل به داده‌های ورودی متفاوت است. هدف از پژوهش حاضر بررسی حساسیت مدل SWMM به الگوها و زیرمدل‌های مورد استفاده در آن می‌باشد. بدین ترتیب که ضمن بررسی تاثیر 5 تیپ توزیع مصنوعی الگوی بارندگی، 4 طول گام‌ زمانی تعریف داده‌های بارش، 3 مدل نفوذپذیری و نهایتا 2 روش روندیابی هیدرولیکی بر دبی حداکثر سیلاب، حساسیت مدل به این الگوها و زیرمدل‌ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. به منظور تحلیل حساسیت مدل، از دو روش گرافیکی و آنالیز همبستگی استفاده گردید. بر اساس نتایج حاصله، بیشترین حساسیت مدل به طول گام‌های زمانی بارندگی تشخیص داده شد که در آن با تغییر گام زمانی از 15 دقیقه به 90 دقیقه، دامنه تغییرات نسبی دبی اوج به 5/26 % و 5/37 % هم رسید. بعد از آن مدل، با ضرایب اسپیرمن حدود 1، نسبت به معادله نفوذ انتخابی، از بیشترین حساسیت برخوردار بود اما میزان حساسیت مدل به تیپ الگوی توزیع بارندگی، بسته به شرایط تعریف شده برای شبیه‌سازی، متغیر تشخیص داده شد.

المصادر:

1. Akdoğan, Z., Güven B. (2016): ASSESSING THE SENSITIVITY OF SWMM TO VARIATIONS IN HYDROLOGICAL AND HYDRAULIC PARAMETERS: A CASE STUDY FOR THE CITY OF ISTANBUL. Global NEST Journal, 18(4), pp: 831-841.

2. Azimi Aghdash, M. (2018). “Methods of planning management and urban designing”,  Noavar publications.

3. Bushenkov, V.A., Chernyky, O.L., Kamenev, G.K., & Lotov, A.V. (1995): MULTIDIMENSIONAL IMAGES GIVEN BY MAPPINGS: CONSTRUCTION AND VISUALIZATION. Pattern Recognition, and Image Analysis, 5 (1), pp: 35-56.

4. Curran, Timothy M. (1980): SMADA: STORMWATER MANAGEMENT AND DESIGN AID.  Retrospective Theses and Dissertations. 476. http://stars.library.ucf.edu/rtd/476.

5. Denault, C., Millar, R. G., & Lence, B. J. (2006): ASSESSMENT OF POSSIBLE IMPACTS OF CLIMATE CHANGE IN AN URBAN CATCHMENT. Journal of the American Water Resources Association, 42, pp: 685–697.

6. Gan Y., Qingyun Duan Q., Wei Gong, W., Charles Tong C., Yunwei Sun Y., Chu W.,Ye A., Miao C., &  Di, Z. (2014): A COMPREHENSIVE EVALUATION OF VARIOUS SENSITIVITY ANALYSIS METHODS: A CASE STUDY WITH A HYDROLOGICAL MODEL. Environmental Modelling & Software. 51, pp: 269-285.

7. Gülbaz, S., Kazezyılmaz-Alhan, C. (2013): CALIBRATED HYDRODYNAMIC MODEL FOR SAZLIDERE WATERSHED IN ISTANBUL AND INVESTIGATION OF URBANIZATION EFFECTS. Journal of Hydrologic Engineering, 18(1), pp: 75-84.

8. Heydarzadeh, M., Nohegar, A., Malekian, A., & Khurani, A. (2017).“Assessment and Sensitivity analysis quantity of runoff and drainage system in coastal urban area (Case study: Bandar Abbas coastal city)”,Journal of Water and Soil Conservation, 24(3), 203-218.

9. Hsu, M. H., Chen, S. H., & Chang, T. J. (2000): INUNDATION SIMULATION FOR URBAN DRAINAGE BASIN WITH STORM SEWER SYSTEM, Journal of Hydrology, 234, pp: 21–37.

10. Huber W.C., Dickinson R.E. (1988): STORM WATER MANAGEMENT MODEL, VERSION 4: USER’S MANUAL, EPA- 600/3 88/001a, U.S. EPA, Georgia.

11. Mancipe -Munoz, N., Buchberger, S., Suidan, M., & Lu, T. (2014): CALIBRATION OF RAINFALL-RUNOFF MODEL IN URBAN WATERSHEDS FOR STORMWATER MANAGEMENT ASSESSMENT. Journal of Water Resources Planning and Management, 140(6), pp: 250-257

12. Mark, O., Weesakul, S., Apirumanekul, C., Aroonnet, S.B., & Jordjevic, S. (2004): POTENTIAL AND LIMITATIONS OF 1D MODELING OF URBAN FLOODING. Journal of Hydrology, 299, pp: 284-299.

13. Meierdiercks, K. L., Smith, J. A., Baeck, M. L., & Miller, A. J. (2010): ANALYSES OF URBAN DRAINAGE NETWORK STRUCTURE AND ITS IMPACT ON HYDROLOGIC RESPONSE. Journal of the American Water Resources Association, 46, pp: 932–943.

14. Rabori A.M., Reza Ghazavi R., & Ahadnejad Reveshty M. (2017): SENSITIVITY ANALYSIS OF SWMM MODEL PARAMETERS FOR URBAN RUNOFF ESTIMATION IN SEMI-ARID AREA. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences. 10( 5), pp: 284-294.

15. Rostami Khalaj, M., Mahdavi, M., Khalighi Sigarodi, Sh., & Salajeghe, A. (2012). “Sensitivity Analysis of Variables Affecting on Urban Flooding Using SWMM Model”,Journal of Watershed Management Research, 5, 81-91.

16. Seth, I., Soonthornnonda, P., & Christensen, E.R. (2006): USE OF GIS IN URBAN STORM-WATER MODELING. Journal of Environmental Engineering, 32, pp: 1550-1552.

17. Shieh, E. (2003): INTRODUCTION TO URBAN PLANNING. 225 pages. ISBN: 964-454-078-6.

18. Sivakumar B. (2015): NETWORKS: A GENERIC THEORY FOR HYDROLOGY?. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 29(3), pp: 761-768.       

19. Sun, N., Hall, M., Hong, B., & Zhang, L. (2014): IMPACT OF SWMM CATCHMENT DISCRETIZATION: CASE STUDY IN SYRACUSE, NEW YORK. Journal of Hydrologic Engineering, 19 , pp: 223-234.

20. U. S. Soil Conservation Service (1973): A METHOD FOR ESTIMATING VOLUME AND RATE OF RUNOFF IN SMALL WATERSHEDS, SC-TP-149, Department of Agriculture.

21. Wu, J.B., Guo, K.Z., Wang, M.X., & Xu, B. (2011): RESEARCH AND EXTRACTION OFTHE HYDROLOGICAL CHARACTERISTICS BASED ON GIS AND DEM. Proceedings of the 2011 IEEE 2nd International Conference on Computing, Control and Industrial Engineering. Wuhan, pp: 371-374.

22. Zhang, W., Li, T., & Dai, M. (2015): UNCERTAINTY ASSESSMENT OF WATER QUALITY MODELING FOR A SMALL-SCALE URBAN CATCHMENT USING THE GLUE METHODOLOGY: A CASE STUDY IN SHANGHAI,CHINA. Environmental Science and Pollution Research, pp: 1-9.