رویکردی برای ارزیابی خطر آب‌گرفتگی در سیستم‌های شهری با مدل مدیریت سیلاب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

چکیده

آب‌گرفتگی شهری یک چالش جدی است که به‌طور فزاینده‌ای ساکنین بسیاری از شهرها و همچنین سیاست‌گذاران با آن مواجه هستند. از این‌رو، ارزیابی آب‌گرفتگی به مساله بسیار مهمی در سراسر جهان تبدیل شده است. این ارزیابی جامع شامل شاخص‌های متعددی در حوضه‌های شهری می‌شود، اما بعدهای زیاد و رابطه غیرخطی بین شاخص‌ها و خطر آب‌گرفتگی، یک چالش بزرگ برای ارزیابی دقیق می‌باشد. در این پژوهش، یک رویکرد برای ارزیابی کمی و کیفی خطر آب‌گرفتگی در سیستم‌های زهکشی شهری بخشی از غرب شهر کرمان بر اساس مدل SWMM، روش پیگیری پروژه، روش کریجینگ معمولی و خوشه‌بندی  K-means به‌کار گرفته شد. خطر آب‌گرفتگی در سیستم زهکشی منطقه مورد مطالعه، تحت سناریوهای مختلف بارش ارزیابی و پارامترهای مورد نیاز مدل با استفاده از نقشه کاربری اراضی، DEM منطقه و بازدیدهای میدانی محاسبه شد. برای واسنجی و ارزیابی مدل، رواناب متناظر در سه نقطه مشاهداتی مختلف اندازه‌گیری شد و با رواناب شبیه‌سازی شده به‌وسیله مدل مقایسه شد. نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی، می‌تواند عوامل محرکه اصلی مدت زمان سیلاب، بزرگ‌ترین جریان آب و میزان سیلاب کلی در منطقه مورد بررسی را شناسایی کند. همچنین، خطر آب‌گرفتگی هر گره مورد تجزیه و تحلیل کمی قرار گرفت، به‌طوری ‌که به‌ترتیب سه، 10، 13، 23، 30 و 33 گره در دوره بازگشت‌های دو، پنج، 10، 25، 50 و 100 سال در معرض خطر آب‌گرفتگی قرار داشتند. این پژوهش، یک رویکرد جدید و موفق برای ارزیابی خطر آب‌گرفتگی در سیستم‌های زهکشی شهری پیشنهاد می‌کند و رهنمود‌هایی را برای بهبود سیستم‌های زهکشی شهری و آمادگی برای مقابله با آب‌گرفتگی ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Approach for appraising spate risks in urban drainage systems using stormwater management model

نویسندگان [English]

  • Milad Moradi 1
  • Sabereh Darbandi 2
1 MSc, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran
2 Assistant Professor, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran
چکیده [English]

Urban inundation is a serious challenge that increasingly face the residents of many cities, as well as policymakers. Accordingly, inundation assessment is becoming increasingly momentous around the world. This comprehensive evaluation involves numerous indices in urban catchments, but the high-dimensional and non-linear relationship between the indices and the risk presents a tremendous challenge for accurate evaluation. In this study a project based on Stormwater Management Model (SWMM), Kriging and k-means clustering was used for quantitative and qualitative flooding risk assessment in urban drainage system over the western part of Kerman city. Flooding risk in the drainage system over the study area was evaluated by various precipitation scenarios and required parameters were calculated by land use map, DEM and field study. For calibration and assessment of model, calculated runoff in 3 point was measured and was compared with simulated runoff.Results show that,the proposed approach can identify the main driving factors, i.e., inundation duration, largest water flow and total flood amount in this study area. The inundation risk of each node can be qualitatively analyzed and quantitatively calculated. There are 3, 10, 13, 23, 30, and 33 node at risk under the return periods of 1-year, 5-years, 10-years, 20-years, 50-years and 100-years, respectively. This study proposes a novel and successful approach to assessing risk in urban drainage systems and provides guidance for improving urban drainage systems and inundation preparedness.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Inundation risk
  • Kerman
  • Projection pursuit method
  • SWMM
  • Urban drainage system