ارزیابی اثر سناریوی کاربری آمایشی در خطر و خسارت سیل حوضه‏ ی آبخیز سد بوستان

پریسای, زهرا; اونق, مجید; شیخ, واحد بردی; بهره مند, عبدالرضا

ارزیابی اثر سناریوی کاربری آمایشی در خطر و خسارت سیل حوضه‏ ی آبخیز سد بوستان

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

یکی از مهم‏ترین دلایل وقوع سیلاب و خسارات مالی و جانی ناشی از آن، تجاوز به حریم رودخانه و کاربری نامناسب اراضی است. یکی از ابزارهای مدیریتی پیش‏بینی شدت خسارات ناشی از سیلاب، برای مهار آن، پهنه‏بندی سیل است. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی اثر سناریوی آمایشی در مساحت پهنه‏های خطر و میزان خسارت ناشی از سیل، در بازه‏ای به طول 21 کیلومتر از بستر اصلی رودخانه‏ی گرگان‌رود در حوضه‏ی آبخیز سد بوستان است. بدین منظور ابتدا داده‏های اولیه‏ی مدل از قبیل مشخصات هندسی رودخانه و مقاطع عرضی (316 نمونه)، ضرایب زبری برآورد شده به روش کاون و دبی اوج هیدروگراف‏های محاسبه شده با روش توزیعی ـ مفهومی مادکلارک وارد مدل هیدرولیکی HEC-RAS شد و پس از محاسبه‏ی تراز آب، پهنه‏های خطر سیل با دوره‏ بازگشت‏های 2، 5، 10، 25، 50، 100 و 200 سال در دو شرایط کاربری فعلی و سناریوی آمایشی، با استفاده از نرم‏افزار HEC-GeoRAS در 5 کلاس ترسیم گردید. نتایج آزمون آماری نشان داد که پهنه‏های خطر سیل با دوره‏ بازگشت‏های مختلف در کاربری آمایشی به‏طور معنا‏داری (01/0 p <)، کاهش می‏یابد. در این مطالعه برای ارزیابی خسارت سیل نیز از معادله‏ی عمومی ریسک استفاده شد و نقشه‏های خسارت عددی و ریالی سیل، پس از شناسایی و کلاس‏بندی تعداد و درجه‏ی آسیب‏پذیری عناصر در معرض خطر در 5 کلاس تهیه گردید. نتایج نشان داد که کلاس خسارت احتمالی در کاربری فعلی بزرگ‏تر از کاربری آمایشی است. نتایج حاصل از آزمون معنا‏داری نشان داد که میزان خسارت ریالی در کاربری سناریوی آمایشی به‏طور معنا‏داری (01/0 p <)، افزایش یافته است؛ که علت آن را می‏توان به اختصاص مساحت بیشتری از اراضی کشاورزی به‏‏منزله‏ی عناصر با ارزش‏‏تر در پهنه‏های سیل‏گیر کاربری آمایشی نسبت داد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.23453915.1396.6.1.10.2

عنوان مقاله [English]

Assessing land use planning scenario impacts on flood hazard and risk in Bustan dam basin

نویسندگان [English]

zahra parisay
Majid Ownegh
vahedberdi sheikh
abdolreza bahremand

چکیده [English]

One of the most important factors causing flood and related causalities is flood plain encroachment and inappropriate land use type. The flood zonation is one of the management tools for predicting the severity of losses caused by flood in order to control them. The main purpose for this study was impact assessment of land use planning scenario on flood inundation extent and losses caused along a 21 km reach of the Gorganroud river main channel within the Bustan dam basin. To this end, the basic data required by the model such as geometric properties and cross-sections (at 316 locations) of the river channel, roughness coefficients estimated by the Cowan method and peak discharge of hydrographs calculated by the Mod-Clark conceptual distributed method were entered to HEC-RAS hydraulic model. After calculation of the water surface profile by the HEC-RAS model, flood inundation extent for 2, 5, 10, 25, 50, 100 and 200 – year return periods and two conditions of current land use and land use planning scenario was calculated using the HEC-GeoRAS software and flood risk zonation was done for 5 classes of risk. Results of statistical test showed that the flood risk zones decreases significantly in case of scenario planning for all return periods (p < 0.01). In the current study, the general formula for risk calculation was used. After identification and classification of vulnerable elements at risk, the risk maps and monetary risk were prepared in 5 classes. The results showed that the potential risk classes are higher for the case of current land use condition. Results of statistical test showed that monetary risk will significantly (p < 0.01) increase in the case of land use planning scenario. This can be attributed to allocation of more areas in the vicinity of the rivers to the farmlands with high-value and more vulnerable elements.

کلیدواژه‌ها [English]

HEC-RAS
HEC-GeoRAS
Zonation
Risk
landuse planning scenario

مراجع

1. Makhdoum, M. F. (1992). Environmental Unit: An arbitrary ecosystem for land evaluation. AGEE 41(2), 209-214.
2. مخدوم، م. (1389). شالوده‏ی آمایش سرزمین، انتشارات دانشگاه تهران.
3. هادیانی، میرامید (1386). نقش تغییر کاربری اراضی بر دبی سیلاب‏های منطقه‏ای (مطالعه‏ی موردی در حوضه‏ی آبخیز مادرسو). محیط‏شناسی، سال 33، شماره‏ی 42، 9 ـ 16.
4. بهرامی، س. ع. (1388). بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر خصوصیات هیدرولوژیک حوضه‏ی آبخیز سد بوستان - استان گلستان با استفاده از مدل HEC-HMS. پایان‏نامه‏ی کارشناسی ارشد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
5. موسوی بایگی، س.م.؛ فرید حسینی، ع.ر.؛ علیزاده، ا. ؛ اینانلو، م. (1391). بررسی تغییرات ضریب زبری مانینگ در پیش‏بینی هیدرولیکی سیلاب (مطالعه‏ی موردی: اترک میانی). نشریه‏ی آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 26، شماره‏ی 1، 183-192.
6. اونق، م. (1381). آمایش سرزمین و مدیریت مجتمع خطرات طبیعی استان گلستان. خلاصه مقالات سمینار کاهش اثرات و پیشگیری از سیل. 25-26 دی، گرگان، ص 9.
7. غفاری، گ.؛ سلیمانی، ک.؛ مساعدی، ا. (1386). پهنه‏بندی خطر و ارزیابی خسارت سیل با استفاده از HEC-GeoRAS (مطالعه‏ی موردی رودخانه‏ی بابلرود). نشریه‏ی دانشکده منابع طبیعی، دوره‏ی 60، شماره‏ی 2، 439- 451.
  1. Penning-Rowsell, E., Floyd, P., Ramsbottom, D., and Surendran. )2005(. Estimating injury and loss of life in floods: a deterministic framework. Natural hazards, 36, 43-64.
  2. Beavers, M.A. (1994). Floodplain determination using HEC-2 and Geographic Information Systems. Masters Thesis, Department of Civil Engineering, The University of Texas at Austin.
  3. CES (Continuing Engineering Studies). (1998). HEC river analysis system: river and flood plain hydraulics. The University of Texas at Austin, College of Engineering.
  4. Stephen, R. (2002). Hydrologic investigation by the U.S. Geological Survey following the 1996 and 1997 flood in the Upper Yellowstone River, Montana. American Water Resources Association, 19^th Annual Montana Section Meeting, Section One, 1-18.
  5. Cowan, W.L. (1956). Estimation hydraulic roughness coefficients. Agricultural Engineering, Vol. 37, No. 7, 473-475.
  6. Chow, V. T. )1982(. Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill Publishing Company.
  7. Chow, V. T., Maidment, D. and Larry W. M. )1988(. Applied Hydrology. McGraw-Hill Publishing Company.
  8. Hill M. )2001(. Floodplain delineation using the HEC-GeoRas extension for ArcView. Brigham Young University, CeEn 514, Winter. 21 Pp.
  9. جمشیدی، م. (1388). پهنه‏بندی خطر و خسارت و برنامه‏ی مدیریتی تپه‏های ماسه‏ای ارگ خارتوران- استان سمنان. پایان‏نامه‏ی کارشناسی ارشد مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
    1. Porter, J.W., Xiaotao, Ch. And Jinzhang, Z. )2005(. National flood management strategy study, 10 p.
    2. کریمی، ا. (1389). ارزیابی خطر، خسارت و برنامه مدیریت زمین لغزش حوضه‏ی آبخیز چهل چای، استان گلستان. پایان‏نامه کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 147.
    3. غفاری، گ.، امینی، ع. (1389). مدیریت دشت‏های سیلابی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) مطالعه‏ی موردی: رودخانه‏ی قزل‏اوزن. فصلنامه‏ی علمی- پژوهشی فضای جغرافیایی، سال دهم، شماره‏ی 32، ص 117- 134.
    4. وهابی، ج. (1376). پهنه‏بندی سیل با به‏کارگیری سنجش از دور و سیستم‏های اطلاعات جغرافیایی در حوضه‏ی آبخیز طالقان. پایان‏نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه تربیت مدرس.
    5. صفری، ع. (1381). تعیین الگوی مدیریت بهینه در دشت‏های سیلابی (مطالعه‏ی موردی رودخانه‏ی نکا رود). پایان‏نامه‏ی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه تهران.
    6. جلالی‏راد، ر.(1381). پهنه‏بندی سیل در بخشی از حوزه‏ی آبخیز شهری تهران با استفاده از GIS. پایان‏نامه‏ی کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس.
    7. خلیلی‏زاده، م. (1382). ارزیابی خطر و مدیریت سیل در شهر گرگان. پایان‏نامه‏ی کارشناسی ارشد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
    8. مساعدی، ا.و توکلی، م. (1382). بررسی مناسب‏ترین روش تعیین ضریب مانینگ و پهنه‏بندی خطر سیل در بخشی از اترک میانی (مراوه). مجله‏ی علوم کشاورزی و منابع طبیعی، سال دهم، شماره‏‏ی 4، 55-64.
    9. غریب، م.، مساعدی، ا.، نجفی‏نژاد، ع.و یخکشی، م.ا. (1386). پهنه‏بندی خطر و ارزیابی خسارت سیل (مطالعه‌ی موردی محدوده رودخانه قره‏چای در حومه شهر رامیان). نشریه‌ی دانشکده‌ی منابع طبیعی، دوره‌ی 60، شماره‌ی 3، ص 785- 797.
    10. یمانی، م.، تورانی، م. و چزغه، س. (1391). تعیین پهنه‏های سیل‏گیر با استفاه از مدل HEC-RAS (مطالعه موردی: بالادست سد طالقان از پل گلینک تا پل وشته). مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره‌ی اول، ص 1- 16.
    11. ولیزاده‏کامران، خ. (1386). کاربرد GIS در پهنه‏بندی خطر سیلاب (مطالعه موردی: حوضه رود لیقوان). مجله‌ی فضای جغرافیایی، سال هفتم، شماره‌ی 20، ص 153-169.
      1. Leopold, L.B. )1968(. Hydrology for urban land planning, A guidebook on the hydrologic effects of urban land use, U.S. Geol. Circ. 554, USGS, Washinghon, DC, 18 Pp.
      2. Novotny, V., and Olem, H. )1994(. Water quality: prevention, identification, and management of diffuse pollution, Van Nostrand Reinhold, New York, Pp. 250-258.
      3. Alamilla, S. )2001(. GIS based approach to floodplain delineation and flood risk estimation applied to the Oak Creek watershed, Master of Science thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, Marquette University, Milwaukee, Pp 4-15.
      4. خلیلی‏زاده، م.، مساعدی، ا. و نجفی‏نژاد، ع. (1384). پهنه‏بندی خطر سیل در بخشی از محدوده‌ی رودخانه‌ی زیارت در حوضه‌ی آبخیز شهری گرگان. مجله‌‌ی علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، سال دوازدهم، شماره‌ی 4، ص 138- 146.
        
        Plate, E.J. 2002. Flood risk and flood management. Journal of Hydrology 267,P.P. 2-11.