خانه / ( GIS - GPS - RS ) / کاربرد GIS در بررسی و مطالعه پدیده سیلاب (دکترعبقری)
کاربرد GIS در بررسی و مطالعه پدیده سیلاب (دکترعبقری)

کاربرد GIS در بررسی و مطالعه پدیده سیلاب (دکترعبقری)

 

پایان نامه کارشناسی ارشد هیراد عبقری، پهنه بندی سیلاب با استفاده از مدل ریاضی و GIS (مطالعه موردی رودخانه جاجرود، تهران), دانشگاه تهران، ۱۳۸۳

 

نخستین فعالیتها در مورد کاربرد GIS درمطالعه پدیده سیلاب به اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی بر می‌گردد. که اولین کارها در این زمینه با آنالیز DEMها (شبکه‌های منظم مربعی از داده‌های ارتفاعی) برای کاربردهای هیدرولوژیکی شروع شد. آقایان Ocallaghin و Mark در سال ۱۹۸۴ و Jenson و Domingue در سال ۱۹۸۸ روشهایی را برای پر کردن فرو رفتگیها و پستی‌های DEMها به منظور تعیین جهت جریان و تجمع آن ارائه دادند که این امر منجر به تعیین اتوماتیک یک حوزه آبخیز و شبکه زهکشی آن شد. متأسفانه استفاده از مدل ارتفاع رقومی یا DEM برای آنالیز هیدرولیکی رودخانه‌ها چندان مناسب نمی‌باشد، چرا که این مدل در توصیف عوارض پیچیده بصورت ضعیفی عمل می‌کند.

 

کاربرد GIS در بررسی و مطالعه پدیده سیلاب 

 

نخستین فعالیتها در مورد کاربرد GIS درمطالعه پدیده سیلاب به اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی بر می‌گردد. که اولین کارها در این زمینه با آنالیز DEMها (شبکه‌های منظم مربعی از داده‌های ارتفاعی) برای کاربردهای هیدرولوژیکی شروع شد. آقایان Ocallaghin و Mark در سال ۱۹۸۴ و Jenson و Domingue در سال ۱۹۸۸ روشهایی را برای پر کردن فرو رفتگیها و پستی‌های DEMها به منظور تعیین جهت جریان و تجمع آن ارائه دادند که این امر منجر به تعیین اتوماتیک یک حوزه آبخیز و شبکه زهکشی آن شد. متأسفانه استفاده از مدل ارتفاع رقومی یا DEM برای آنالیز هیدرولیکی رودخانه‌ها چندان مناسب نمی‌باشد، چرا که این مدل در توصیف عوارض پیچیده بصورت ضعیفی عمل می‌کند. از این رو برای مدل کردن هیدرولیکی مجاری رودخانه‌ها مدل شبکه نامنظم مثلثی یا TIN پیشنهاد شد. مدل TIN دارای یک ساختار شبکه‌ای مثلثی است که مختصات تک‌تک رئوس مثلثهای آن (x,y,z) مشخص بوده و به این نحو توپوگرافی زمین را نمایش می‌دهد. این مدل به خاطر ساختار منحصر به فردش قادر است که تمامی جزئیات عوارض را چه در مکانهای با عوارض پیچیده و متراکم مانند رودخانه‌ها و چه در مکانهایی با عوارض اندک و کم تراکم مانند شیب ملایم دشتها، به خوبی نمایش دهد.در سال ۱۹۹۱ آقایان Djokic و Maidement از مدل TIN برای مدل کردن زهکشی سیلاب در یک محیطی شهری استفاده نمودند. ایشان در پی تحقیقات دیگری در این زمینه، بیان داشتند که استفاده از مدل TIN برای تعیین پارامترهای تخمین جریان و دبی طراحی بسیار مفید و مؤثر می‌باشد. با توسعه روزافزون نرم‌افزارهای GIS و تنکیکهای دورسنجی امکان مدل شدن پدیده سیلاب چه در محل شکیل‌گیری آن یعنی حوزه آبخیز و چه در محل جریان و پخش آن یعنی رودخانه و سیلابدشت آن، بصورت دقیق‌تر فراهم شده است.
وهابی (۱۳۷۶) به منظور مقایسه روش SCS و موج سینماتیک در برآورد دبی اوج هیدروگراف سیل در حوزه آبخیز طالقان از مدل HEC-1 استفاده کرده است. نتایج بدست آمده از کاربرد روش SCS و موج سینماتیک در مدل نشان داد که روش SCS با خطای نسبی کمتر از ۱۱ درصد دبی‌های اوج رویدادهای مورد نظر را بهتر از روش موج سینماتیک برآورد می‌کند. به عبارت دیگر روش موج سینماتیک از دقت و کارآیی بالاتری برخوردار است. نامبرده با استفاده از سیلابهای برآوردی و کاربرد مدل MIKE11 نسبت به پهنه‌بندی خطر سیل در رودخانه طالقان اقدام نموده است. هر چند طالقان رود در حوضه کوهستانی جریان داشته و به لحاظ شیب زیاد دامنه‌های مشرف به رودخانه، مسیر انتخابی دارای شرایط مطلوبی جهت نمایش تغییرات پهنه خطر سیل در دوره بازگشتهای مختلف نبوده است ولی سطوحی از اراضی زراعی و باغی در دوره بازگشتهای بالا در معرض خطر غرقاب شدن جریانات سیلابی قرار می‌گیرند.
کیانی (۱۳۷۸) در پژوهشی که انجام داد پس از اشاره به انواع روشهای ترسیم منحنی‌های همبارش، نقش پارامترهای مکانی ـ فضایی را در تحلیل این منحنی‌ها با توجه به وضعیت منطقه مورد بررسی و ارزیابی قرار داد. تعداد ایستگاههای مورد تحلیل نهایی در این پژوهش پس از بازسازی و حذف برخی از ایستگاهها به ۲۰ ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی براساس دوره آماری ۳۰ ساله رسید.
وی در این تحقیق نشان داد که با بهره‌گیری از مدلهای ریاضی و آماری و تکنیک GIS می‌توان دقت نتایج را افزایش داد. لازم بذکر است که پیش از این نقشه‌های منحنی همبارش بصورت دو بعدی بر روی کاغذ ترسیم و محاسبه می‌شدند، اما در این مطالعه منحنی‌های همبارش براساس مدل واقعی ارتفاع زمینی (DEM)، و محاسبات ارتفاع بارش بصورت رستری (Raster) بر روی مدل سه بعدی منطقه مورد مطالعه محاسبه شد. از مهمترین محاسن این تکنیک می‌توان اعمال فرمولها و معادلات مختلف بارش (گرادیان، فازی و …) بر سطح واقعی زمین بر حسب سیستم جهت‌ها را نام برد. و در صورت وجود تجهیزات و امکانات لازم طراحی شبکه‌های هوشمند (فازی) در قالب GIS پویا (دینامیک) می‌تواند عملی شود. علاوه بر آن نقش جهتهای توپوگرافی نیز در تحلیل مدل سه بعدی منطقه بصورت ۳ سیستم جداگانه مورد بررسی قرار گرفت.
خسروشاهی (۱۳۸۰) به منظور تعیین نقش زیر حوضه‌های آبخیز در شدت سیل‌خیزی حوضه دماوند در تحقیقی از مدل هیدرولوژیکی Hec-HMS استفاده نموده است. وی در آن پژوهش به دنبال ارائه روشی بوده است که با استفاده از مدلهای ریاضی هیدرولوژی می‌توان ضمن در نظر گرفتن اثرات متقابل عوامل مؤثر بر سیل‌خیزی، مناطق خطرساز و سیل‌خیز را در داخل حوضه تعیین نموده و به عبارتی شدت سیل را در هر یک از زیرحوضه‌ها و یا واحد هیدرولوژیکی اولویت‌بندی نمود.
برای این منظور ابتدا حوضه مورد مطالعه به تعدادی زیر حوضه (۷ زیرحوضه) تقسیم شد، سپس خصوصیات فیزیکی حوضه و زیر حوضه‌هایش با استفاده از GIS تعیین گردید. با تعین داده‌های مورد نیاز، هیدروگراف سیل طراحی برای هر یک از زیرحوضه‌ها و کل حوضه از طریق اجرای مدل Hec-HMS بدست آمد. با مدنظر قرار دادن دبی اوج زیرحوضه‌ها و براساس تعریفی که برای شاخص سیل خیزی در این تحقیق پیشنهاد شده، در هر بار اجرای مدل به تفکیک اثر هر یک از زیر حوضه‌های از روندیابی داخل حوضه حذف و مقداری برای خروجی حوضه بدون مشارکت زیرحوضه مربوطه محاسبه گردید. بدین طریق میزان مشارکت هر یک از زیرحوضه ها در هیدروگراف سیل خروجی حوضه بدست آمد و اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها با توجه به سهم مشارکت هر یک از آنها در تولید دبی خروجی حوضه انجام شد. محاسبات حاصل از اجرای مدل نشان داد که با روندیابی سیل در آبراهه میزان مشارکت زیرحوضه‌ها در سیل خروجی به بزرگی و کوچکی دبی زیر حوضه و در بسیاری از موارد حتی به مساحت زیرحوضه‌ها بستگی ندارد و زیرحوضه‌هایی که دبی بیشتر داشته‌اند لزوماً مشارکت بیشتری در سیل خروجی ندارند. و به عبارت دیگر زیرحوضه‌ها نوعی رفتار غیرخطی از خود بروز داده‌اند. لازم به ذکر است کلیه مراحل فوق به ازای دوره بازگشتهای مختلف و همچنین تداومهای متفاوت انجام شد و تغییری در اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها حاصل نگردید.
با توجه به توضیحات فوق کاربردهای مختلف GIS در پدیده سیلاب عبارتند از:
۱- سهولت اعمال تغییرات و اصلاحات
۲- امکان نمایش و مقایسه سطوخ مختلف غرقابی
۳- نمایش اطلاعات عمق آبگرفتگی
۴- افزایش دقت در تعیین مناطق سیلگیر
۵- سهولت نگهداری، چاپ و تکثیر اطلاعاتمنبع:
پایان نامه کارشناسی ارشد هیراد عبقری، پهنه بندی سیلاب با استفاده از مدل ریاضی و GIS (مطالعه موردی رودخانه جاجرود، تهران), دانشگاه تهران، ۱۳۸۳

درباره سید امین خسروی

من سید امین خسروی دانش آموخته مهندسی آبخیزداری از دانشگاه ارومیه هستم و این تارنما رو جهت فراهم آوردن مرجعی برای دانشجویان رشته های منابع طبیعی و محیط زیست و کشاورزی با تاکید بر رشته های مرتع و آبخیزداری و جنگلداری برپاکردم. خوشحال میشم با ارائه نظراتتون و لینک ادرس ما در وبلاگ وسایتتون و ارسال پاورپوینت و تحقیقات کلاسیتون به ایمیل ما ،مارو در هر چه بهتر شدن سایت یاری کنید. ادرس ایمیل سایت: aminkhosravi1471@gmail.com

پاسخ بدهید

ایمیلتان منتشر نمیشودفیلدهای الزامی علامت دار شده اند *

*

کد امنیتی مقابل را وارد نمایید * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

رفتن به بالا