پهنه‌بندی سیلاب 25 ساله جهت بهره برداری در تعیین حدود بستر و حریم رودخانه (مطالعه موردی رودخانه تیل)

محورهای موضوعی : مدیریت منابع آب

رامین تبریزی ¹ (دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی محیط زیست- منابع آب، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران ایران.)
سیده هدی رحمتی ² (استادیارگروه مهندسی محیط زیست- منابع آب، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران ایران.)
رضا حاجی سید محمد شیرازی ³ (استادیارگروه مهندسی محیط زیست- منابع آب، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران ایران.)
محمد شهبازی بیله سوار ⁴ (مهندس مشاور و کارشناسی ارشد، مهندسی سازه‌های آبی.)

تاریخ دریافت : 1401/05/01 تاریخ پذیرش : 1401/07/25 تاریخ انتشار : 1402/01/01

کلید واژه: HEC-RAS, Arc-GIS, رودخانه تیل, پهنه‌بندی سیلاب, تعیین بستر و حریم,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: از جمله اقدامات مدیریتی که میتواند نقش مهمی در کاهش خسارتهای سیلاب داشته باشد تهیه نقشه پهنه‌بندی سیل میباشد. تهیه، تدوین و وجود یک طرح جامع و کامل در زمینه کنترل سیلابها و تعیین حریم و بستر رودخانهها امری واجب و ضروری میباشد که باعث مدیریت سیلاب و ارزیابی خسارت میشود. در این پژوهش با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS و نرم افزار Arc-GIS به همراه افزونه ارتباط دهنده HEC-GeoRAS، برای تعیین حدود بستر و حریم، تهیه نقشه پهنهبندی سیلاب و بدست آوردن حریم کمی رودخانه با استفاده از استاندارد DLSRS برای رودخانه تیل چای و 2 شاخه از مسیلهای فرعی ورودی به این رودخانه استفاده شده است.روش پژوهش: ابتدا با استفاده از نقشه توپوگرافی محدوده رودخانه تیل از نرم‌افزار Arc-GIS و با استفاده از الحاقیه HEC-GeoRAS فایل ورودی نرم‌افزار HEC-RAS تهیه گردید و پس از وارد کردن داده‌های هندسی و داده‌های جریان پردازش و محاسبات مربوطه در محیط این نرم‌افزار جهت پهنهبندی سیلاب صورت پذیرفت.برای تعیین حدود بستر و حریم این آبراههها از سیلاب با دوره بازگشت 25 سال استفاده گردید. در نهایت با استفاده مجدد از الحاقیه HEC-GeoRAS و Arc-GIS نقشه‌های پهنهبندی سیلاب استخراج گردید. مضافا، با استفاده از استاندارد DSLRS، حریم کمی رودخانه تیل و مسیل‌های فرعی 1 و 2 در محدوده مورد مطالعه، با توجه به بازدیدهای میدانی صورت پذیرفته و با اعمال دید مهندسی مناسب تعیین گردید و اعداد مربوط به هر شاخص و نهایتاٌ مقدار حریم کمی محاسبه گردید.یافته ها: طبق نقشه‌های بدست آمده و تصاویر ماهواره‌ای و با توجه به بررسی‌ها و بازدید‌های انجام شده، عرض بستر هیدرولیکی محاسبه شده به دلیل عدم قطعیت‌های فراوان با عرض بستر تعریف شده در قانون متفاوت است. در نتیجه لازم است در این مرحله از مطالعات، بررسی‌های کارشناسی تفضیلی از طریق بازدید‌های قدم به قدم هر دو ساحل رودخانه‌ها و مسیل‌ها در طول محدوده مطالعاتی صورت پذیرد و در نهایت عرض بستر قانونی تشخیص و در نقشه‌ها علامت‌گذاری شود.نتایج: نتایج نشان می‌دهد که تلفیق مدل HEC_RAS و سیستم جغرافیایی GIS ابزاری کار‌آمد و مفید در تعیین سیلاب در رودخانه می‌باشد. طبق بررسی‌ها، مقایسه نقشه‌ها و کاربری‌های موجود اطراف رودخانه تیل و 2 مسیل فرعی نهایتاً مشخص گردید که در صورت وقوع سیلاب با دوره بازگشت 25 ساله، آسیب چندانی به نواحی اطراف رودخانه وارد نمی‌کند. طبق روش ارائه شده در استاندارد DSLRS، حریم کمی رودخانه تیل و مسیل‌های فرعی 1 و 2 در محدوده مورد مطالعه، با توجه به بازدیدهای میدانی صورت پذیرفت و نهایتاٌ مقدار حریم کمی محاسبه گردید که در این محاسبات، مقدار حریم کمی رودخانه تیل در محدوده طرح مطالعاتی مقدار 8 متر و همچنین حریم کمی مسیل 1 و 2 به ترتیب 4 و 5 متر محاسبه شد.

چکیده انگلیسی:

Background and Aim: One of the management measures that can play an important role in reducing flood damage is preparing a flood zoning map. The preparation, compilation, and having a comprehensive and complete plan in the field of flood controlling and determining the boundaries and bed of rivers is an obligatory and necessary matter that lead to flood management and damage assessment. In this research, for Til River and 2 branches of the tributaries entering this river, in order to determine the bed and the boundary, produce flood zoning map and obtain the quantitative boundary of the river  by using the DLSRS standard, the HEC-RAS hydraulic model and Arc-GIS software with the HEC-GeoRAS connector plugin has been used.Method: First, the HEC-RAS input file was prepared by using the topographical map of the Til river area from Arc-GIS software and by using the HEC-GeoRAS extension, and after entering the geometric data and data of the processing flow and related calculations in the environment of this software for zoning. The flood took place.to determine the boundaries of the river beds and these waterways, floods with a return period of 25 years are used.Eventually, with the application of HEC-GeoRAS extension and Arc-GIS, flood zoning maps are extracted. Moreover, by using the DSLRS standard, the quantitative boundry of the Til River and tributaries 1 and 2 in the studied area are determined according to the field visits and appropriate engineering advice, and the numbers related to each index and finally the amount of quantitative boundry are calculated.Results: In accord with the extrcated maps and satellite images and according to the investigations and visits, the width of the hydraulic bed calculated is different from the bed width defined in the law due to many uncertainties. Therefore, at this stage of the studies, expert surveys should be conducted through step-by-step visits to both banks of rivers and waterways along the study area, and eventually, legal bed width should be recognized and marked on the maps.Conclusion: The results show that integration of HEC_RAS model and GIS geographic system is an efficient and useful tool in determining river floods. According to the investigations, the comparison of existing maps and land uses around the Til River and 2 sub-channels demonstrate that in the event of a flood with a return period of 25 years, it does not cause sever damage to the areas around the river. In accordance with DSLRS standard, qualitative boundary of Til River and sub-channels 1 and 2 in the study area are carried out with field visits and ultimately, the amount of boundry is calculated,As a result, the amount of the quantitative sanctuary of the Tail river in the scope of the study plan was calculated to be 8 meters and also the quantitative sanctuary of Mesil 1 and 2 was calculated to be 4 and 5 meters, respectively.

منابع و مأخذ:

Ahmadzadeh, H. (2010). Zoning Flood Spreading Areas in Mako City Using GIS, the First National Conference on Urban Flood Management, Tehran. (In Persian).

Albu, L.M. 2020. Dam Breach Size Comparison for Flood Simulations.A HEC-RAS ased, GIS pproach for Drăcs,ani Lake, Sitna River, Romania Journal Of Water. 12: 1-4

Dehghan, H., Shoja Shafiei, A., Sokhte Saraei, M., Amrai, A., Khosravi, A. (2018). Determining the limit of the bed and the quantitative boundary of the Gorganrood River using HEC-RAS and HEC-HMS software and prioritizing releases In order to reduce the damages caused by floods, the 6th Comprehensive Conference on Crisis Management and HSE, Tehran. (In Persian).

Gichamoa, T.Z., Popescua, I., Jonoski, A., Solomatine, D., (2012), River cross section extraction from the ASTER global DEM for flood modeling, Environmental Modeling and Software, Vol. 31, 37-46

Hamadi, K., Kordani, M., Nozarian, L. (2019). Hydraulic analysis of flood flow of Karun Bozor River in Ahvaz city, 18th Iran Hydraulic Conference, Tehran. (In Persian).

Hosseinzadeh, A., Zia Tabar Ahmadi, M., Sharifi, M., Masoudian, M. (2004). Flood Zoning Using HEC-RAS Hydraulic Model in GIS Environment, 5th Iran Hydraulic Conference, Kerman. (In Persian).

Khalilizadeh, M., and Masaedi, A., and Najafinejad, A. (2004). Flood risk zoning in a part of Ziarat river area in Gorgan urban watershed. Agricultural Sciences and Natural Resources, 12(4), 138-146. (In Persian).

Kumar Parhi,P. Flood Management in Mahanadi Basin using HEC-RAS and Gumbel’s Extreme Value Distribution. Journal of the Institution o Engineers (India): 2018, 99, (4), Page 751-752.

Rahmani, R. A., Mohammadi, M., and Danandeh Mehr, A., 2020. Climate change impacts on floodway and floodway fringe: a case study in Shahrchay River Basin, Iran. Arabian Journal of Geosciences 494: 1-13.

Rajabi, A., Rajaei, T., Fallah Tafti, A. (2017). Flood zoning of Chalus river by integrating HEC-RAS model and geographic information system. Engineering Geology, 11(2), 45-60. (In Persian).

Regulations related to the bed and boundaries of rivers, rivers, canals, marshes, natural ponds and water supply, irrigation and drainage networks. (2000), Ministry of Energy-Ministry of the Country-National Real Estate and Documents Organization.

Rezai Moghadam, M., Yasi, M., Nikjo, M., Rahimi, M. (2017). Zoning and morphological analysis of Qarasu river floods using HEC-RAS hydrodynamic model (from Pirazmian village to the confluence of Ahar Chai river). Geography and Environmental Hazards, 7(1), 1-15. (In Persian).

Sarchani, S.; Seiradakis, K; Coulibaly, P. and Tsanis, L. 2020. Flood Inundation Mapping in an Ungauged Basin. Journal of Water. 12(6): 1532

Yamani, M., Torani, M., Chazgheh, S. (2011). Determining flood zones using HEC-RAS model (case study: upstream of Taleghan Dam from Glink Bridge to Vashte Bridge). Geography and Environmental Hazards, 1(1), 1-16. (In Persian).

Zinivand, H.,  Ziyatabarahmadi, M., Telluri, A. (2005). Flood zoning using HEC-RAS software in Silakhor Borujerd floodplain. Natural resources of Iran, 59(1), 1-14.

 Kazemi Mehrjardi, M., Parvaresh, E. (2017). Preparation of flood zoning map of Bandar Abbas Fishery estuary using HEC-RAS hydraulic model, 8th National Conference on Sustainable Agriculture and Natural Resources, Tehran. (In Persian).