اثر توسعه شهری بر تولید رواناب با استفاده از مدل SWMM، مطالعه موردی: شهرستان ایذه، استان خوزستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء (ص) بهبهان

2 دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

سامانه‌های جمع­آوری و کنترل آب­های سطحی ناشی از بارندگی از اجزاء مهم برنامه­ریزی و عمران مناطق شهری هستند و هر گونه سهل­انگاری در طراحی صحیح آن‌ها می­تواند برای جوامع شهری مشکل­آفرین باشد. لذا به‌منظور پیش­بینی عملکرد هیدرولیکی از کل سامانه، نیاز به استفاده از روش­های محاسباتی پیشرفته و مدل‌سازی­های جدید و کارآمدتر وجود دارد. کاهش پیامدهای زیان­بار ناشی از سیلاب­های شهری معمولاً با برآورد دقیق رواناب شهری و انتخاب روش مناسب کنترل آن محقق می­شود، به این منظور، لازم است میزان رواناب شهری به ‌درستی برآورد شود. بر این اساس، محققین در سال­های اخیر به مدل­سازی روی آورده­اند. از جمله مدل­های پر کاربرد در مدیریت رواناب مدل SWMM ابزاری قدرتمند برای محاسبات زهکشی شهری و مدیریت رواناب می­باشد. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی کارایی مدل بارش-رواناب SWMM در شبیه­سازی رواناب سطحی در حوضه شهر ایذه می­باشد. برای مشخص کردن بارندگی طرح، زمان تمرکز حوضه محاسبه و تداوم رگبار طرح برابر زمان تمرکز حوضه در نظر گرفته شد. همچنین، از سه معیار NAS، BIAS و RMSE برای بررسی صحت واسنجی و اعتبارسنجی مدل استفاده شد. در نهایت پس از تأیید مدل، نقاط حساس به آب­گرفتگی با دوره بازگشت­های دو، پنج، 10، 20، 50 و 100 ساله تعیین شد. نتایج نشان داد، علت آب‌گرفتگی در بعضی از نقاط به‌دلیل نبود ظرفیت کافی آبگذرها است، در حالی‌که در سایر نقاط با وجود ظرفیت کافی برای عبور رواناب، آب‌گرفتگی مشاهده می­شود که دلیل آن مربوط به احداث پل­های نامناسب در مسیر کانال­ها که سبب کاهش ابعاد آبگذر و آشغال گرفتگی در محل گره­ها است. برای واسنجی و ارزیابی مدل­‌ها از سه واقعه بارندگی در تاریخ­های 23/12/1395، 08/01/1396 و 17/01/1396 استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل ­SWMM نشان داد، انطباق خوبی بین دبی شبیه­سازی شده و مشاهده­ای وجود دارد. بنابراین، می­توان از این مدل­ها برای پیش‌بینی خطر آب‌گرفتگی، طراحی و برآورد مقدار و هزینه زهکشی، مدیریت حوضه­های شهری و اولویت­بندی مناطق برای رفع مشکل آب‌گرفتگی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of urban development on runoff generation by SWMM, case study: Khuzestan Province, Izeh

نویسندگان [English]

  • nasim arman 1
  • Ali Shahbazi 2
  • mohammad faraji 1
  • somaieh dehdari 1
1 assistant professor, faculty of natural resources, Behbahan Khatam Alanbia university of Technology, Behbahan, Iran
2 PHD student, faculty of natural resources, Tehran university, Iran, karaj
چکیده [English]

Water harvesting and surface runoff control systems are the important components of urban planning and development and ignoring these issues is likely to raise crisis. In order to decrease the urban flood damages, the urban runoff is needed to be evaluated correctly. Today some of models are developed for urban runoff simulation. One of the most important models in evaluating and management of urban runoff is SWMM. The aim of this study is to evaluate SWMM efficiency on urban runoff simulation in Izeh urban basin. To define design rain, concentration time was computed while considering the duration of the cloudburst as equal to this time. Also three performance indexes of Nash-Sutklif, errors sum of squares and Bias were used in order to model calibration and validation. Moreover, areas of high susceptibility were determined for two, five, 10, 20 and 50 years of return periods. Later, it was found that the principle reason of inundation is the lack of sufficient capacity of water ways. In some points, even with sufficient capacity, inundation occurs, confirmed by model. In these cases the causes stem from the improper design and construction of bridges which has lessen the size of water ways and caused junk clogging. Three rainfall events were recorded on March 13, 2017, March 28, 2017 and April 6, 2017 which were considered in order to calibrate and evaluate the model performance. Along with that, the discharge, depth and velocity of water at the outlet were considered as well. The results of the SWMM application gave indication of a good matchup between discharge, depth and the velocity of runoff for observed and estimated data. In this case, this model could be utilized to well predict the inundation hazard, design and the estimation of the cost and volume of drainage systems, management of watershed and prioritization of region to address flooding issues.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Calibration
  • simulation
  • SWMM model
  • Urban flood
  • Validation