شبیهسازی سیلابهای رودخانه مِرِگ با استفاده ازمدل هیدرولیکی HEC_RAS (مطالعه موردی: حدفاصل بین روستای دار امرود علیا تا چالابه سفلی، حوضه آبریز ماهیدشت، استان کرمانشاه) | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| دوره 12، شماره 4 - شماره پیاپی 48، 1400، صفحه 68-85 اصل مقاله (2.54 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2022.101115 | ||
| نویسندگان | ||
| رویا پناهی حسین ابادی* 1؛ میترا مشعشعی2؛ سید میثم مشعشعی3 | ||
| 1دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| 2گروه سنجش از دور، دانشکده عمران و نقشهبرداری، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران | ||
| 3شرکت مهندسین مشاور آب پردازان نو اندیش، سنندج، ایران | ||
| چکیده | ||
| افزایش فشار بر سیستمهای رودخانهای باعث افزایش احتمال وقوع سیلاب و خسارت جانی و مالی شده است و این مخاطره به عنوان یک نگرانی جهانی مطرح بوده است تعیین میزان گستردگی این مخاطره اولین گام ضروری برای کنترل و کاهش احتمال خطر سیل با استفاده از ابزراهای مناسب میباشد. در این پژوهش به پهنهبندی سیلاب رودخانه مِرِگ (حوضه آبریز ماهیدشت) در استان کرمانشاه پرداخته شده است. بنابراین جهت شبیه سازی سیلاب از مدل عددیHEC_RAS استفاده گردید و از طریق الحاقی HEC–GEORAS در محیطGIS پردازش دادههای ژئومتری انجام شد. جهت محاسبه دبی برای دوره بازگشتهای 25، 50 و 100 ساله، حوضه آبریز منطقه مورد مطالعه به داخل محیط نرمافزار HEC- HMS وارد شد و مشخصات فیزیوگرافی حوضه آبریز از قبیل: مساحت، طول آبراهه اصلی، شماره منحنی خاک (CN)، زمان تمرکز، زمان تاخیر وارد گردید. سپس بعد از تحلیل، نتایج خروجی حداکثر دبی سیلابی با دوره بازگشتهای مختلف محاسبه شد. با توجه به الگوی رودخانه، منطقه به چهار بازه مختلف تقسیمبندی شد که ضریب زبری مانینگ با استفاده از روش کوان برای هر بخش جداگانه محاسبه گردید. نتایج حاصل از مطالعات نشان میدهد که پهنه سیلاب در دور بازگشت 25 ساله 2/3، در دوره بازگشت 50 ساله 4/3 و در دوره بازگشت 100 ساله 5/3 کیلومتر مربع از اراضی حاشیه رودخانه مِرِگ را در بر گرفتهاند. در بازه سوم بهدلیل افزایش میزان ضریب خمیدگی و کاهش میزان شیب پهنه سیلاب از سایر بازهها گستردهتر شده است و اکثر مراکز روستایی حاشیه رودخانه مِرِگ در بازه سوم تحتتاثیر مخاطره سیلاب قرار گرفتهاند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| پهنه بندی سیلاب؛ رودخانه مِرِگ؛ ماهیدشت؛ HEC_RAS | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The Simulation of Mereg river floods using HEC_RAS hydraulic model (Case study: the distance between Dar Amroud Olya and Chalabeh Sofla villages, Mahidasht catchment, Kermanshah Province) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Roya Panahi1؛ Mitra Moshashaee2؛ Meysam Moshashaie3 | ||
| 1Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran | ||
| 2Dapartment of Remote Sensing, Faculty of Civil Engineering and Surveying, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran | ||
| 3Navandish Water Processors Consulting Engineers Company, Sanandaj, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Increase in precipitation, urbanization and topographic changes have led to a sharp rise in the occurrence of natural hazards. In addition, agricultural and urban activities affect river systems. Increasing pressure on river systems has increased flood events and damage to life and property, so this has become a global concern. Also, Iran is one of the several countries in the world experiencing severe flooding in urban and rural areas. The determination of the hazard extent is an essential preliminary step for all strategies that aim at controlling and reducing flood risk consequences through appropriate tools. In this research HSE-RAS one-dimensional hydraulic modeling was applied to simulate flood in river Mereg located in Mahidasht catchment of Kermanshah province. Materials and methods HEC-RAS is widely used in management operations, and is accepted as an efficient program for developing flood models and inundation maps. The first stage was preparation of input data in ArcGIS using the HECGeoRAS extension. HEC-GeoRAS helps in creation of the data needed for the HEC-RAS model and the transfer of data between ArcGIS and HEC-RAS. The next stage was done within HEC-RAS using the river geometry prepared in the previous stage. The final stage consists of analyzing the results from the HEC-RAS model within ArcMap. Three input parameters must be specified: stream geometry, flow data and the model plan to create the flood and inundation maps of the Mereg River in HEC-RAS. In order to create the river geometry for HEC-RAS, elevation data were needed. High resolution digital elevation model was obtained from 1:1000 topographic map that was prepared by Navandish Consulting Engineering Company. The HEC-GeoRAS extension was used to set up the necessary features that would be needed for the HEC-RAS model (i.e., stream centerline, bank lines, cross sections, etc.). The return periods of 25, 50 and 100 years for the catchment area were considered. Also, physiographic characteristics including area, length of main stream, CN curve number, concentration time, latency in the watershed were entered into the HEC-HMS software. Accordingly, the output results of maximum flood discharge for different return periods were calculated. Results and discussion In this study, in order to identify the flood zone according to the regional conditions, the hydraulic model has been implemented as a steady state flow. To implement the one-dimensional HEC_RAS model, topographic data for cross-sections, Manning’s roughness values and discharge with different return periods were provided. The study reach (40 km) was divided into 4 reaches. Reach 1: All the meander bolts of the Mereg River have been flooded in this section and the use has been agricultural inside all the bolts of the Mereg River shore. This can cause a lot of damage to the residents along the river. Reach 2 & 3: The flood zone has expanded by an average of 20 to 205 meters above the cross-section during different return periods. The flood zone has expanded more than the previous reach. Reach 4: The spread of flood is less than other reaches and in addition, due to human activities and dredging of the canal, the depth of the canal has been more than other reaches and due to the increase in flow, the flood zone has expanded less. Conclusion The results of this study show the flood zone of 3.2 (km2) in the 25-year return period, 3.4 (km2) in the 50-year return period and 3.5 (km2) in the 100-year return period along the Mereg river. Increase in the curvature coefficient and decrease in the slope of the flood zone in the third period reflect the high possibility of the largest rural area being risked by floods. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Flood Simulation, Mereg River, Mahidasht, HEC_RAS | ||
| مراجع | ||
|
-حسین زاده، م.ح. و اسماعیلی، ر.، 1394. ژئوموفولوژی رودخانهای، مفاهیم اشکال و فرایندها، چاپ اول، مرکز چاپ و انتشارات دانشگاه شهید بهشتی، 350 ص.
-روستایی، ش.، ایاسه، ف. و رضایی مقدم، م.ح.، 1399. شبیهسازی دو بعدی سیلاب رودخانه لیقوان با تاکید بر دشت سیلابی، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، سال 9، شماره 1، ص 28-41.
-شفیعی مطلق، خ. و عبادتی، ن.، 1399. پهنهبندی سیلاب و شبیهسازی رفتار هیدرولیک رودخانه با استفاده از نرمافزار HEC-RAS (مطالعه موردی: رودخانه مارون- جنوب غرب ایران)، اکوهیدرولوژی، دوره 7، شماره 2، ص 397-409.
-علیزاده، ا.، 1388. اصول هیدرولوژی کاربردی، چاپ 27، انتشارات دانشگاه امام رضا(ع)، 870 ص.
-مهرورز، ا.، مددی، ع.، اسفندیاری درآباد، ف. و رحیمی، م.، 1399. شبیهسازی سیلابهای رودخانه دره آئورت با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RASدر محیطGIS (محدوده مورد مطالعه: از روستای شورستان تا تلاقی رودخانه ارس)، پژوهشهای ژئوموفولوژی کمی، سال 8، شماره 4، ص 131-146.
-مرکز مطالعات و برنامهریزی شهر کرمانشاه، 1398. گزارش جامع خسارات سیل فروردین 98، انتشارات استانداری کرمانشاه.
-Abderrezzak, K.E.K., Paquier, A. and Mignot, E., 2009. Modelling flash flood propagation in urban areas using a two-dimensional numerical model: Natural Hazards, v. 50, p. 433-460.
-Black, A.R. and Burns, J.C., 2002. Re-assessing the flood risk in Scotland: Science of The Total Environment, v. 294, p. 169-184.
-Brierley, G.L. and Fryirs, K., 2005. geomorphology and river management application of the river style framework, Blackwell Publishing: Malden, MA, 398 p.
-Bates, P.D. and De Roo, A.P.J., 2000. A simple raster-based model for flood inundation simulation: Journal of Hydrology, v. 236, p. 54-77.
-COON, W.F., 1996. Estimates of Roughness Coefficients for Selected Natural Stream Channels with Vegetated Banks in New York. U.S. Department of the Interior Bruce Babbitt, Secretary, 145 p.
-European Commission (EC)., 2007. Directive 2007/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October, on the assessment and management of flood risks: Official Journal of the European Union, v. 288, p. 27-34.
-Ezzine, A., Saidi, S., Hermassi, T., Kammessi, I., Darragi, F. and Rajhi, H., 2020. Flood mapping using hydraulic modeling and Sentinel-1 image: Case study of Medjerda Basin, northern Tunisia: The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, v. 23, p. 303-310.
-Geravand, F., Mossa Hosseinia, S. and Ataie-Ashtiani, B., 2020. Influence of river cross-section data resolution on flood inundation modeling: Case study of Kashkan river basin in western Iran: Journal of Hydrology, v. 584, p. 1-15.
-Jahangir, M.H., Mousavi Reineh, S.M. and Abolghasemi, M., 2019. Spatial predication of flood zonation mapping in Kan River Basin, Iran, using artificial neural network algorithm: Weather and Climate Extremes, v. 25, p. 1-11.
-Lyu, H.M., Shen, S.L. and Zhou, A.Y., 2019. Perspectives for flood risk assessment and management for mega-city metro system: Tunnelling and Underground Space Technology, v. 76, p. 31-46.
-Mishra, K. and Sinha, R., 2020, Flood risk assessment in the Kosi megafan using multi-criteria decision analysis: A hydro-geomorphic approach: Geomorphology, v. 350, p.1-69.
-Mejía-Navarro, M., Wohl, E.E. and Oaks, S.D., 1994. Geological hazards, vulnerability, and risk assessment using GIS: model for Glenwood Springs Colorado: Geomorphology and Natural Hazards, v. 10(1), p. 331-354.
-Nkwunonwo, U.C., 2006. Meeting the Challenges of Flood Risk Assessment in Developing countries, With Particular Reference to Flood Risk Management in Lagos, Nigeria, University of Portsmouth, Portsmouth, United Kingdom, (Unpublished doctoral thesis).
-Parhi, P.K., 2018. Flood Management in Mahanadi Basin using HEC-RAS and Gumbel’s Extreme Value Distribution: Journal of The Institution of Engineers (India): Series A, v. 99, p. 751-755.
-Petit-Boixa, A., Sevigné-Itoizb, E., Rojas-Gutierrezc, L.A., Barbassad, A.P., Josae, A., Rieradevalla, J. and Gabarrell, X., 2017. Floods and consequential life cycle assessment: integrating flood damage into the environmental assessment of storm water Best Management Practices: Journal of Cleaner Production, v. 162, p. 601-608.
-Shokri, A., Sabzevari, S. and Hashemi, S.A., 2020. Impacts of flood on health of Iranian population: Infectious diseases with an emphasis on parasitic infections: Parasite Epidemiology and Control, v. 9, p. 1-11.
-Schumann, A.H., Funke, R. and Schultz, G.A., 2000. Application of a geographic information system for conceptual rainfall–runoff modeling: Journal of Hydrology, v. 240 (1), p. 45-61.
-Voogd, J.H., 1983. Multicriteria Evaluation for Urban and Regional Planning: Pion, London, 388 p.
-Zelenakova, M., Fijko, R., Labant, S., Weiss, E., Markovic, G. and Weiss, R., 2019. Flood risk modelling of the Slatvinec stream in Kru_zlov village, Slovakia: Journal of Cleaner Production, v. 212, p. 109-118.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 16,259 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 10,633 |
||