بررسی سیلاب شهری اهواز با استفاده از تلفیق تحلیل‌های مکانی و هیدرولوژیک در GIS و افزونۀ HEC-RAS

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد سنجش از دور و GIS، دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران

2 استادیار گروه سنجش از دور و GIS، دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران

3 رئیس مرکز تحقیقات زمینشناسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران

چکیده

بررسی آمار و اطلاعات خسارت‌های سالانۀ ناشی از وقوع سیلاب‏ها در ایران بیانگر گستردگی صدمات ناشی از آن به منابع طبیعی است. استفاده از فناوری‌های اطلاعات مکانی و سنجش از دور می‌تواند در کاهش این خسارت‌ها و برنامه‌ریزی بهتر بسیار سودمند باشد. در پژوهش حاضر از این فناوری‌ها برای پهنه‏بندی سیلاب در رودخانۀ کارون و محدودۀ شهر اهواز استفاده شده است. پهنه‏بندی منطقۀ مطالعه‌شده با تلفیق مدل هیدرولیکی و نرم‏افزار ArcGIS از طریق الحاقیۀ HEC-Geo RAS در طول 33 کیلومتر از این رودخانه صورت گرفت. به منظور استخراج مرز سواحل رودخانه در بازۀ شهری اهواز، از طبقه‌بندی نظارت‌شده و تصاویر ماهوارۀ لندست 8 استفاده شد. پس از معرفی اطلاعات هندسی رودخانه به مدل، مقدار ضریب زبری مانینگ برای بازه‏های مختلف تعریف و سپس، دورۀ بازگشت‏های 2، 50 و 100 ساله محاسبه شد. بیشینۀ سرعت در دورۀ بازگشت‏های 2، 50 و 100 ساله به‌ترتیب معادل 6/2، 15/6 و 2/7 متر بر ثانیه حاصل شد. به این معنا که در صورتی که سواحل رودخانه ساماندهی و دیوارسازی شده باشد، آب‌شستگی، فرسایش و رسوب‌گذاری اتفاق نمی‏افتد. در مقایسه با محدودۀ واقعی سیل، انطباق 87 درصد در دورۀ بازگشت 100 ساله حاصل شد. تهیۀ سامانه‏های هشدار سیلاب بر اساس بارش‏های با دورۀ بازگشت بالا، دیواره‌سازی، ساحل‌سازی و ساماندهی رودخانه در مقاطع ناپایدار و فرسایش‌پذیر و اصلاح شیب بستر و لایروبی کانال در مقاطع مورد نیاز، از جمله راهکارهای اجرایی پیشنهادی برای ساماندهی رودخانۀ کارون هستند.

کلیدواژه‌ها


[1]. Rehman J, Sohaib O, Asif M, Pradhan B. Applying systems thinking to flood disaster management for a sustainable development. International journal of disaster risk reduction. 2019;36(1):101-102.
[2]. Shrestha BB, Okazumi T, Miyamoto M, Sawano H. Flood damage assessment in the P ampanga river basin of the P hilippines. Journal of Flood Risk Management. 2016;9(4):355-69.
[3]. Anees MT, Abdullah K, Nawawi MN, Ab Rahman NN, Piah AR, Zakaria NA, et al. Numerical modeling techniques for flood analysis. Journal of African Earth Sciences. 2016;124(1):478-86.
[4]. Esmaeili F, Hasoonizadeh H. Flood risk zoning using mathematical model and GIS (Case study: Konchanchem (cow) river in Ilam province. Second National Conference on Hydroelectric Dams and Power Plants. 2008 Apr, Tehran, Iran. [Persian]
[5]. Roknoddin Eftekhari A, Sadeghloo T, Ahmadabadi A, Sojasi Qidari H. Zoning of Rural Regions in Flood Hazard with Use of HEC-GeoRAS Model in GIS Sphere (Case study: flooded villages of Gorganrud Basin). Community Development (Rural and Urban Communities). 2010;1(1):157-182. [Persian]
[6]. Ghaffari G, Amini A. Flood Plain Management Using Geographic Information System (GIS) (Case Study of Ghezel Ozan River). Geographical Space. 2010;32(1):17-34. [Persian]
[7]. Kalantari Oskuei A, Sagafian B, Alesheikh AA. A GIS-based Solution for using Hec-HMS Modclark Hydrologic Model in Iran. Journal of Geospatial Information Technology. 2014;1(2):1-14. [Persian]
 
[8]. Yamani M, Turani M., Chazaghe S. Determination of the flooding zones by using HEC-RAS model (Case study: Upstream the Taleghan dam). Journal of Geography and Environmental Hazards. 2012;1(1):1-16. [Persian]
[9]. Sheikh Alishahi N, Jamali AA, Hassanzadeh Neftoi M. Flood zoning using hydraulic model of river analysis (Case study: Manshad catchment - Yazd province). Geographic space. 2016;16(53):77-96. [Persian]
[10]. Moharramzadeh Geliani N, Khorasanian H. Flood management by combining Hec-Ras hydraulic model and GIS (Case study of Kashfarud river) 16th Iran Hydraulic Conference, 2017, Ardabil, Iran. [Persian]
[11]. Mokhtari F, Honarbakhsh A, Soltani S. Flood and non-flood flow zoning in arid and semi-arid rivers using HEC-RAS and HEC-GEO RAS models. 16th Iran Hydraulic Conference, 2017, Ardabil, Iran. [Persian]
[12]. Rahmati O, Zeinivand H, Mosa Besharat M. Flood hazard zoning in Yasooj region, Iran, using GIS and multi-criteria decision analysis. Geomatics, Natural Hazards and Risk. 2016;7(3):1000-1017. [Persian]
[13]. Chen YH, Mossa J, Singh KK. Floodplain response to varied flows in a large coastal plain river. Geomorphology. 2020;354(1):107035.
[14]. Shrestha A, Bhattacharjee L, Baral S, Thakur B, Joshi N, Kalra A, et al. Understanding suitability of MIKE 21 and HEC-RAS for 2D floodplain modeling. In World Environmental and Water Resources Congress 2020: Hydraulics, Waterways, and Water Distribution Systems Analysis 2020 May 14 (pp. 237-253). Reston, VA: American Society of Civil Engineers.
[15]. Huţanu E, Mihu-Pintilie A, Urzica A, Paveluc LE, Stoleriu CC, Grozavu A. Using 1D HEC-RAS Modeling and LiDAR Data to Improve Flood Hazard Maps Accuracy: A Case Study from Jijia Floodplain (NE Romania). Water. 2020;12(6):1624.
[16]. Desalegn H, Mulu A. Mapping flood inundation areas using GIS and HEC-RAS model at Fetam River, Upper Abbay Basin, Ethiopia. Scientific African. 2021;12(1):e00834.
[17]. Munna GM, Alam MJ, Uddin MM, Islam N, Orthee AA, Hasan K. Runoff prediction of Surma basin by curve number (CN) method using ARC-GIS and HEC-RAS. Environmental and Sustainability Indicators. 2021;17(1):100129.
[18]. Brunner GW. Hec-ras (river analysis system). In North American Water and Environment Congress & Destructive Water 2002 (pp. 3782-3787). ASCE.
[19]. Baumann CA, Halaseh AA. Utilizing interfacing tools for GIS, HEC-GeoHMS, HEC-GeoRAS, and ArcHydro. In World Environmental and Water Resources Congress 2011: Bearing Knowledge for Sustainability 2011 (pp. 1953-1962).
[20]. Zhang P, Li J, Yang X, Zhu H. Semi-automatic extraction of rock discontinuities from point clouds using the ISODATA clustering algorithm and deviation from mean elevation. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018;110(1):76-87.
[21]. De Doncker L, Troch P, Verhoeven R, Bal K, Meire P, Quintelier J. Determination of the Manning roughness coefficient influenced by vegetation in the river Aa and Biebrza river. Environmental fluid mechanics. 2009;9(5):549-67.
[22]. Kaya CM, Tayfur G, Gungor O. Predicting flood plain inundation for natural channels having no upstream gauged stations. Journal of Water and Climate Change. 2019;10(2):360-72.
[23]. Schäuble H, Marinoni O, Hinderer M. A GIS-based method to calculate flow accumulation by considering dams and their specific operation time. Computers & Geosciences. 2008;34(6):635-46.
[24]. Ponce VM, Hawkins RH. Runoff curve number: Has it reached maturity?. Journal of hydrologic engineering. 1996;1(1):11-9.
[25]. Rajabizadeh Y, Ayyoubzadeh S, Ghomeshi M. Flood Survey of Khuzestan Province in 97-98 and Providing Solutions for its Control and Management in the Future. Iranian journal of Ecohydrology, 2019;6(4):1069-1084. [Persian]
[26]. Hejazi A, Khodaie geshlag F, Khodaie geshlag L. Zoning the villages at flood risk in the Varkesh-Chai drainage basin by GIS and HEC - RAS software and HEC- GEO - RAS extension. Researches in Geographical Sciences 2019;19(53):137-155. [Persian]
[27]. Shafiei Motlagh, K., Ebadati, N. Flood Zoning and Hydraulic Behavior Simulation Using HEC RAS in (GIS) (Case Study: Maroon River - Southwestern Iran). Iranian journal of Ecohydrology, 2020;7(2):397-409. [Persian]
دوره 8، شماره 4
دی 1400
صفحه 989-1006
  • تاریخ دریافت: 13 مرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 22 دی 1400
  • تاریخ پذیرش: 22 دی 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 22 دی 1400
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1400