-248609-446

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال پنجم، شماره چهارم، تابستان 1395
بررسی شاخصهاي کارآیی و نقش مخازن تأخیري در کنترل سیلاب خروجی از حوضه
(مطالعه موردي: حوضه جعفرآباد استان گلستان)
کامی کابوسی1* و رضا جلینی2

1*) استادیار؛ گروه مهندسی آب؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد گرگان؛ گرگان، ایران
*نویسنده مسئول مکاتبات: kkaboosi@yahoo.com
2) دانشجوي کارشناسی ارشد؛ گروه عمران؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد مرودشت؛ مرودشت؛ ایران

16716304658

تاریخ دریافت: 02/09/1394 تاریخ پذیرش: 02/02/1395

چکیده
مهار سیلاب با استفاده از مخازن تأخیري تأثیر مستقیم و سریعی بر سیلاب می گذارد. هدف از این تحقیق، بررسی شاخص هاي کارآیی مخازن تأخیري و تأثیر آنها بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب در حوضه جعفرآباد استان گلستان است. براي این منظور فرآیند بارش- رواناب و روندیابی سیلاب در مخازن با استفاده از نرم افزار HEC-HMS شبیه سازي گردید. مدل تحت چهار سناریو مختلف( بدون مخزن و با مخزن خالی، نیمهپر و پر) و براي دوره بازگشت هاي مختلف 2 تا 100 سال اجرا گردید. تحلیل آماري نتایج بر اساس آزمون تجزیه واریانس یک طرفه صورت گرفت. به منظور بررسی اثر مخزن بر سیلاب ورودي به مخزن (کارآیی مخزن)، از دو شاخص نرخ تضعیف سیلاب و نسبت ذخیره استفاده گردید .نتایج نشان داد که احداث مخازن تأخیري موجب تأخیر در زمان وقوع دبی اوج و کاهش دبی اوج و حجم سیلاب خروجی از مخزن گردید ولی این کاهش ها از نظر آماري معنی دار نبود. اثر مخزن با افزایش دوره بازگشت سیلاب کاهش یافت. حداکثر میزان کاهش حجم سیلاب براي مخزن خالی، نیمهپر و پر به ترتیب 1/61، 2/33 و 8/0 درصد و براي دبی پیک به ترتیب 9/63، 8/32 و 6/6 درصد بود. حداکثر مقدار نرخ تضعیف سیلاب براي مخازن مورد مطالعه در شرایط خالی، نیمهپر و کاملاً پر به ترتیب 26، 19 و 7 درصد و حداکثر نسبت ذخیره براي مخزن خالی و نیمهپر به ترتیب 14 و 5 بود که نشاندهنده کارآیی مخازن در کنترل سیلاب است. نتایج نشان داد که کارآیی مخزن در کنترل سیلاب فقط به حجم مخزن و میزان سیلاب بستگی ندارد.

کلید واژه ها: نرخ تضعیف سیلاب؛ نسبت ذخیره؛ مخازن تأخیري؛ HEC-HMS

مقدمه
سیل مانند سایر پدیده هاي هیدرولوژیکی یک پدیده غیرقطعی است که در هر زمان و مکان احتمال وقوع آن وجود داشته و تحت تاثیر عوامل مختلف اقلیمی ،مشخصات فیزیکی حوضه، وضعیت پوشش گیاهی و کاربري اراضی و دخالتهاي انسانی است (خزائی ،1395). مهار سیلاب با استفاده از مخازن تأخیري، تاثیر مستقیم و سریع بر سیلاب دارد. چنانچه توپوگرافی امکان ایجاد مخزن تأخیري با حجم مناسب را بدهد و منابع قرضه در فاصله کمی از محل پروژه موجود باشد، به علت تاثیر سریع آن بر تسکین سیلاب، در مقایسه با سایر روشها ،میتواند مورد استفاده قرار گیرد (سلطانی و همکاران ،1390؛ 2003Roshani, ). سدهاي اصلاحی (سدهاي رسوبگیر و مخازن تاخیري)، سازههاي کوچکی هستند که در حوضههاي آبخیز به منظور کاهش فرسایش، مهار رسوب و کنترل سیلاب در آبراههها ساخته میشوند. این سازههاي متوالی با کاهش شیب آبراهه منجر به افزایش زمان تمرکز، افزایش زمان تأخیر و ایجاد تغییر در عکس-العمل هیدرولوژیکی حوضههاي آبخیز میگردند (دبیري و همکاران ،1393). نتایج حاصل از برخی پژوهشهاي انجام شده در ایران نشان میدهد که عملکرد این سازهها در افزایش زمان تمرکز حوضه بیتأثیر بوده و یا داراي تأثیر ناچیزي است (کاویان و همکاران، 1393) و احداث این مخازن علیرغم تعدیل شیب آبراهه ،تأثیر قابل توجهی بر حداکثر دبی حوضه ندارد. البته برخی از پژوهشگران در پژوهشهاي خود به این نتیجه رسیدند که سدهاي اصلاحی بر افزایش زمان تمرکز حوضه تأثیر مثبت دارند (کبیر و همکاران ،1386؛ دبیري و همکاران ،1393؛
.(Roshani, 2003
گزارش شده است که مخازن تأخیري منجر به کاهش مشخصات سیلاب خروجی از مخزن نسبت به سیلاب ورودي به آن میگردند. میزان این کاهش در دوره بازگشتهاي مختلف براي پارامتر دبی اوج بین 40 تا 83 درصد (نورعلی قاضیمحله و همکاران، 1387)، بین صفر تا 5/1 درصد با بیشترین تاثیر در دوره بازگشتهاي بین 2 تا 15 سال (مصطفیزاده، 1388)، بین 50 تا 100 درصد (جمشیدي، 1385 به نقل از سلطانی و همکاران ،1390)، بین 14/14 تا 95/6 درصد (سلطانی و همکاران، 1390)، تا 3/10 درصد( کاویان و همکاران، 1393)، تا 67 درصد (2001 Christopher et al., و 2006Graf, )، تا 26 درصد (2010 ,Yoshikawa et al.) و تا 5 درصد( Gul et al.,
2010) گزارش شده است. در عین حال، میزان این کاهش در دوره بازگشتهاي مختلف براي پارامتر حجم سیلاب به طور متوسط 75/7 درصد (سلطانی و همکاران، 1390) گزارش گردید. همچنین نتیجه پژوهش Lopez-Moreno و همکاران( 2002) نشان داد که مقدار دبی اوج سیلاب در دوره بازگشتهاي مختلف تحت تاثیر مخزن کاهش یافت و میزان این کاهش به درصد حجم پر شده مخزن قبل از سیلاب بستگی داشت. نتایج ارزیابی اثرات سدهاي بزرگ بر رژیم هیدرولوژیکی رودخانههاي ایالات متحده از طریق مقایسه آمار 21 ایستگاه آبسنجی نشان داد که احداثسدها در طول صد سال گذشته موجب تنظیم رژیم هیدرولوژیکی رودخانههاي بزرگ و کوچک شده است و در این میان بیشترین تغییر در دبی حداکثر و حداقل مشاهده شده است (2005Magilligan and Nislow, ). توانایی مدل HEC-HMS جهت شبیهسازي فرآیند بارش- رواناب و روندیابی سیلاب در مخزن توسط فرج زاده و همکاران (1385)، جمشیدي (1385)، نورعلی قاضیمحله و همکاران (1387)، مصطفیزاده (1388)، سلطانی و همکاران (1390) وShokoohi (2007) اثبات گردیده بود. بر این اساس ،پژوهش حاضر ضمن بررسی مشخصات و ویژگیهاي مخازن تأخیري حوضه جعفرآباد استان گلستان و مدلسازي فرآیند بارش- رواناب این حوضه به کمک مدل HEC-HMS، تاثیر این مخازن در کاهش حجم و تغییر هیدروگراف سیلاب این حوضه را تحت سناریوهاي مختلف بررسی میکند.

مواد و روشها
مشخصات حوضه مورد مطالعه
66939408146203

سال

پنجم

/

شماره

4
/

تابستان

سال

پنجم

/

شماره

4

/

تابستان

حوضه جعفرآباد یکی از زیرحوضههاي حوضه آبریز گرگانرود با مساحتی در حدود 110 کیلومترمربع و رودخانهاي به طول 21 کیلومتر، در 25 کیلومتري جنوب شرقی گرگان در محدوده جغرافیایی ΄37˚48 تا ΄45˚48 طول شرقی و΄43˚36 تا΄52˚36 عرض شمالی واقع شده است .شکل 1 موقعیت این حوضه در کشور را نشان می دهد. کمینه و بیشینه ارتفاع منطقه به ترتیب 80 و 2540 متر و ارتفاع متوسط وزنی حوضه 1261 است .متوسط بارش سالانه 566 میلیمتر بوده و بخش قابل توجهی از حوضه را مناطق کوهستانی پوشیده از جنگل با شیب زیاد تشکیل داده است. با توجه به تراکم زهکشی بالا و شیب زیاد حوضه، واکنش حوضه نسبت به بارشها سریع است و لذا این حوضه در معرض سیلهاي شدید قرار دارد .به همین دلیل اهمیت احداث سدهاي تاخیري کنترل سیلاب در حوضه به خوبی خود را نشان میدهد .
اطلاعات مورد نیاز مدلسازي

سال
پنجم

/

شماره
4
/

تابستان

95

شکل
1
.

و

استان

در
جعفرآباد

حوضه

موقعیت
گلستان
ایران

1

2

سال



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

پاسخ دهید