نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• شبنم وکیلی ¹
• محمود ارحمی ²
• حسین بغدادی ³

¹ دانشجوی دکتری مهندسی عمران منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران

² کارشناس ارشد مهندسی عمران آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، مدیر عامل شرکت مهندسین مشاور آسارآب، تهران، ایران

³ کارشناس ارشد مهندسی عمران آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علوم و تحقیقات تهران،کارشناس رودخانه شرکت مهندسین مشاور آسارآب، تهران، ایران

چکیده

مقدمه
با توسعه کشور و گسترش مناطق مسکونی، ییلاقی، کشاورزی و صنعتی، نزدیک‌شدن اراضی در مجاورت رودخانه‌‌ها اجتناب‌ناپذیر و حفظ و حراست از رودخانه‌‌ها به‌عنوان سرمایه‌‌های طبیعی الزامی است. همچنین، لزوم حفاظت طرح‌‌های توسعه در برابر سیلاب امری ضروری است. بر این‌ اساس، هدف اصلی از این پژوهش شناسایی رفتار رودخانه‌‌های محدوده سایت پرورش میگوی لشتغان و ارائه راهکارهای فنی جهت ساماندهی و جلوگیری از خطرات سیلاب در آن است.
 
مواد و روش‌‌ها
در این پژوهش، جهت انجام محاسبات هیدرولیکی جریان بر مبنای جریان غیرماندگار از HEC-RAS استفاده شد. بدین صورت که محاسبات با تغییرات دبی جریان سیلاب با دوره‌‌های برگشت مختلف انجام شد. به‌منظور تعیین پهنه سیل به‌ازای دوره بازگشت ‌‌25 ساله، ارتفاع آب به محیط ArcGIS منتقل شد. در محیط ArcGIS، با داشتن سطح آب و با استفاده از الحاقیه HEC-Geo-RAS پهنه سیلاب تعیین شد. در نهایت، جهت ارائه خط بستر طبیعی پیشنهادی، با توجه به پهنه سیلابی با دوره بازگشت 25 ساله و تصاویر ماهواره‌ای در فواصل زمانی مختلف، پس از تدقیق پهنه سیلاب با عکس ماهواره‌ای خط بستر پیشنهادی استخراج شد. مقدار حریم فنی به روش DLSRS نیز محاسبه شد. دوره بازگشت سیلاب طراحی بر اساس شرایط اقتصادی، اجتماعی، اقلیمی و غیره حاکم بر آن، 100 سال در نظر گرفته شد. با توجه به هدف طرح، دامنه کاربرد و شرایط فنی و اقتصادی، گزینه دایک خاکی به‌عنوان گزینه منتخب جهت طرح حفاظت اراضی در مقابل سیلاب، به‌عنوان گزینه منتخب معرفی شد. سپس، در نرم‌افزار Civil 3D خط پروژه دایک حفاظتی تعریف شد و سپس با توجه به تراز سطح آب سیلاب 100 ساله طراحی دایک حفاظتی انجام شد.
 
نتایج و بحث
با توجه به اطلاعات موجود برای تعیین شرایط مرزی به‌منظور مدل‌‌سازی جریان رودخانه‌‌ها و مسیل‌‌های منتهی به سایت لشتغان در بالادست هیدروگراف جریان از هیدروگراف‌‌های جریان و در پایین‌‌دست تراز سطح آب (2.9 متر که 76 درصد طول دوره کمتر از این مقدار است) از مطالعات توجیهی استخراج و استفاده شد. مشاهده شد حداقل ارتفاع موج حدود 0.65 و حداکثر ارتفاع آن 5.7 متر و ارتفاع نرمال آن حدوداً 1.6 متر است که در تعیین ارتفاع دایک می‌‌تواند مؤثر باشد. هر شش ساعت موج به مقدار یشینه ارتفاع و کمینه ارتفاع رسید. مقادیر بیشینه تراز سطح آب، بیشینه عمق جریان و بیشینه سرعت جریان در بخش شمالی سایت بیشتر قابل‌ملاحظه بود. تراز سطح آب از 1.2 تا 35 متر و بیشینه عمق جریان از 0.001 تا 40 متر و بیشینه سرعت جریان از 0.00033 تا 1.8 متر بر ثانیه تغییر کردند.
 
نتیجه‌گیری
خروجی مدل شامل مشخصات بیشینه تراز سطح جریان، عمق جریان و بیشینه سرعت جریان در محدوده موردمطالعه بود که با توجه به آن‌‌ها مشاهده شد که دایک احداث شده تأثیری بر مناطق مسکونی اطراف ندارد. دایک خاکی در برخی از نقاط با توجه به توپوگرافی موجود مشابه یک مخزن عمل کرده و جریان به پایین‌دست انتقال نمی‌‌یابد و در پشت دایک ذخیره می‌شود که حجم آن حدوداً 3 میلیون مترمکعب برای سیلاب با دوره بازگشت 100 ساله است که می‌‌توان با احداث گودال قرضه‌ای که در مجاورت دایک احداث می‌‌شود، بخش قابل‌توجهی از آن را به پایین‌دست انتقال داد. در نهایت، ارتفاع دایک، شیب بدنه و پهنای تاج آن محاسبه شد و هزینه آن 72،925،000،000 میلیون ریال برآورد شد.

کلیدواژه‌ها

• پهنه‌بندی سیلاب
• سیلاب طراحی
• شبیه‌‌سازی هیدرولیکی
• مدیریت سیلاب
• هیدرولیک جریان

عنوان مقاله [English]

Organization of Lashtaghan shrimp breeding site with HEC-RAS two-dimensional model

نویسندگان [English]

• shabnam vakili ¹
• mahmoud erhami ²
• hossein baghdadi ³

¹ PhD Student, Water Resources Civil Engineering, K.N., Toosi University of Technology, Tehran, Iran

² Msc, Water Civil Engineering, CEO of Asarab Consulting Engineers, Tehran, Iran

³ Msc, Water Civil Engineering, River Expert, Asarab Consulting Engineers, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction
The main purpose of this research is to identify the behavior of rivers in the area of Lashtghan shrimp breeding site and to provide technical solutions to organize and prevent flood risks there.
 
Materials and methods
In this study, HEC-RAS was used to perform hydraulic flow calculations based on unsteady flow. Calculations were done with changes in flood flow with different return periods. To determine the flood zone for the 25-year return period, the water height was transferred to ArcGIS. Using the HEC-Geo-RAS extension, the flood zone was determined in ArcGIS. To present the proposed natural bed line, satellite images at different time intervals were analyzed and the proposed bed line was extracted after verifying the flood zone with these images. The amount of technical protection was calculated using the DLSRS (Discharge Location Stability Regime Social Tension) method. The flood return period for the design was considered to be 100 years, based on economic, social, and climatic conditions. Considering the project's purpose, domain of usage, and technical and economic conditions, an earthen dike was selected for the land protection plan against floods. In Civil 3D software, the protective dike project line was defined and, according to the 100-year flood water level, the protective dike was designed.
 
Results and discussion
The boundary for modeling the flow of rivers and canals leading to the Lashtghan site was established upstream of the hydrograph and downstream of the water level (2.9 meters, or 76% of the duration of the course is less than this value), based on justification studies. The observed minimum height is approximately 0.65 meters, the maximum height is 5.7 meters, and the average height is approximately 1.6 meters; these measurements are insufficient to ascertain the height of the dike. The height reached its highest and lowest values every six hours. In the northern region of the site, the maximum water level, maximum flow depth, and maximum flow speed were more apparent. The water level fluctuated between 1.2 and 35 meters, the maximum flow depth increased from 0.001 to 40 meters, and the maximum flow velocity improved from 0.00033 to 1.8 meters per second.
 
Conclusion
The model output included characteristics of the maximum flow level, depth of flow, and maximum flow velocity in the study area. It was observed that the built dike has no effect on the surrounding residential areas. Due to the topography, the earthen dike acts like a reservoir in some places, preventing downstream flow and storing water behind the dike. This reservoir has a volume of about 3 million cubic meters for a 100-year return period flood. By constructing a borrow pit near the dike, a significant part of the water can be transferred downstream. Finally, the height of the dike, the slope of the body, and the width of its crown were calculated, with the cost estimated at 72,925,000,000 million Rials.

کلیدواژه‌ها [English]

• Dike
• DLSRS
• Flood zoning
• HEC-RAS (2D) model
• Unsustainable flow