مقایسه دو الگوی بارش یکنواخت و بلوک تناوبی در ارزیابی سیستم جمع‌آوری رواناب به منظور کنترل سیلاب در مناطق پرتراکم شهری با استفاده از نرم‌افزار ASSA (مطالعه موردی: حوضه چهل بازه گلستان مشهد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده کشاورزی - گروه علوم و مهندسی آب - دانشگاه فردوسی مشهد - مشهد - ایران

2 استاد گروه مهندسی آب،دانشگاه فردوسی مشهد- مشهد،ایران

3 استاد گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

به دلیل افزایش سطوح نفوذ ناپذیر در شهر‌ها، حجم رواناب در زمان بارندگی به‌طور چشمگیری افزایش می‌‌یابد و باعث سرریز شدن کانال‌‌ها و جوی‌های انتقال‌دهنده‌ رواناب و بروز مشکلات فراوانی در سطح شهر می‌شود. یکی از ورودی‌های اصلی مدل‌های شبیه‌ساز سیلاب در حوضه‌های شهری، الگوی توزیع زمانی بارش است که در حیطه شبیه‌سازی بارش-رواناب کاربرد داشته و مشخصات هیدرولیکی جریان در مجاری انتقال‌دهنده اعم از روباز و سرپوشیده را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. روش‌های متعددی برای تعیین الگوی توزیع زمانی بارش ارائه شده است. در تحقیق حاضر، الگو‌های بارش در حوضه چهل بازه گلستان مشهد مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا، از نرم‌افزار‌های Arc Map و ASSA جهت مدل‌سازی استفاده شد. حوضه‌بندی صورت گرفته بر مبنای شرایط موجود و در محیط AutoCAD وArc Map انجام گردید. همچنین، پارامتر‌‌های هندسی حوضه از جمله مساحت زیرحوضه‌‌ها، طول کانال‌‌ها، شیب و دیگر خصوصیات به کمک Arc Map محاسبه شد. برای توزیع زمانی بارندگی برای بارش طرح، از الگو‌های بارش یکنواخت و بلوک تناوبی استفاده شد و برای دوره‌های بازگشت 2 و 5 سال کفایت سیستم برای انتقال رواناب بررسی گردید. نتایج نشان داد که الگوی بارش نقش مهمی در میزان رواناب حوضه ایفا می‌کند. روش بلوک تناوبی برای دوره بازگشت 2 سال به میزان 33 درصد نسبت به الگوی بارش یکنواخت افزایش رواناب را نتیجه داد. همچنین، در روش بلوک تناوبی، زمان اوج هیدروگراف رواناب خروجی حوضه 29 درصد نسبت به روش بارش یکنواخت کاهش پیدا کرد و حجم رواناب خروجی 17 درصد افزایش را نشان داد. به طور کلی می‌توان گفت در مناطق شهری با توجه به تنوع در کاربری اراضی و حوضه‌بندی‌های متفاوت، روش بارش یکنواخت به دلیل در نظر گرفتن پارامترهای هندسی حوضه‌ها، نتایج بهتری در مقایسه با روش بلوک تناوبی ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of uniform rainfall method and alternative block method in estimating runoff collecting system in order to control flood in urban areas with ASSA software (case study: Chehel Bazeh Golestan Basin)

نویسندگان [English]

  • fatemeh ghobadi 1
  • Saeed Reza Khodashenas 2
  • Abolfazl Mosaedi 3
1 department of agriculture , faculty of water and science engineering , Ferdowsi university of mashhad , ,Mashhad , Iran
2 Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
3 Professor, Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
چکیده [English]

Due to an increase in impermeable areas in cities, the runoff volume increases dramatically, causing overflow of runoff and frequent problems in the city. In the present study, the 10th district of the municipality of Mashhad that is known as Chehel Bazeh Golestan was evaluated. In this regard, Arc Map and ASSA software were used for modeling. The basin was modelled according to the existing conditions by using AutoCAD and Arc Map. The geometric parameters of the basin including area of the sub-basins, length of the canals, slope and other characteristics were calculated by using Arc Map. For rainfall distribution, uniform rainfall pattern and alternative block method were used. For the return period of 2 and 5 years, the adequacy of system for runoff was investigated. Results showed that rainfall pattern plays an important role in the basin runoff. The alternative block method for the return period of 2 years, resulted in 33% increase in runoff relative to the uniform rainfall method. In the alternative block method, the outflow runoff of the basin was 29% more than the uniform rainfall method, and the outflow volume increased by 17%. In general, in urban areas due to variation in land use and different basins, uniform rainfall method, due to consideration of geometric parameters of basins, offers better results than alternative block method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ASSA Software
  • Alternative block method
  • Rainfall pattern
  • runoff
  • uniform raifall method

آقاجانی، ن.، کرمی، ح. 1394. استخراج منحنی­های IDF از داده­های روزانه بارش مطالعه موردی ایستگاه سینوپتیک مشهد. دهمین کنگره بین­المللی مهندسی عمران. دانشگاه تبریز. دانشکده مهندسی عمران.

برومند نسب، س.، جلالوند، ج. 1390. هیدرولوژی، هیدرولیک و کیفیت رواناب در حوضه شهری. دانشگاه شهید چمران اهواز.

برومند نسب ، س. 1380. هیدرولوژی رگبار در حوضه­های شهری. تألیف: عثمان اکان، دانشگاه شهید چمران اهواز.

تلوری، ع.، قنبرپور، م. ، غیاثی، ن.، عباسی، ع.، عرب خدری، م. 1381. بررسی ویژگی­های باران در رابطه با روش­های برآورد سیلاب در ایران. جلد دوم  الگوی توزیع زمانی بارش. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری.

رستمی خلج، م.، خلیقی، ش.، سیگارودی، مهدوی، م.، سلاجقه، ع. 1394. واسنجی و ارزیابی مدل SWMM به منظور شبیه­سازی رواناب شهری (مطالعه موردی شهرک امام علی ع شهر مشهد )، مجله منابع طبیعی ایران. دوره 68.، شماره 2، صفحه 487-498.

رضایی, ف.، بهره مند، ع.ر.، بردی شیخ، و.، دستورانی، م.ت. ۱۳۹۶. نقاط آب­گرفتگی و طراحی ابعاد بهینه کانال­های منطقه 9 شهرداری مشهد توسط مدل SWMM. دومین کنفرانس ملی هیدرولوژی ایران. شهرکرد. دانشگاه شهرکرد. انجمن هیدرولوژی ایران.

صمدیان, م.، حصاری، ب. ۱۳۹۱. ارزیابی وضع موجود و شبیه­سازی شبکه جمع­آوری و دفع آب­های سطحی با استفاده از مدل هیدرولیکی STMC  مطالعه موردی: شهر اشنویه. یازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران. ارومیه. انجمن هیدرولیک ایران. دانشگاه ارومیه.

طاهری بهبهانی، م.ط.، بزرگ زاده، م. 1375. سیلاب­های شهری.  چاپ اول. انتشارات علمی و فرهنگی.

علیزاده، ا. 1389. اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ سی‌ام، مؤسسه چاپ و انتشارات آستان قدس رضوی.

خانی، س.، فغفور مغربی، م. 1396. مقایسه برآورد دبی طراحی رواناب براساس مدل­های SWMM و HEC-HMS با استفاده از نرم­افزار ASSA  (منطقه مورد مطالعه: مسیل اقبال شرقی)، شانزدهمین کنفرانس ملی هیدرولیک. اردبیل.

مبانی و ضوابط طراحی شبکه­های جمع آوری آب­های سطحی و فاضلاب شهری. 1371. انتشارات سازمان برنامه و بودجه، دفتر تحقیقات و معیارهای فنی، وزارت نیرو، نشریه 118.

American Society of Civil Engineers (ASCE). 2000. National Storm Water Best Management Practices (BMP) Database. Prepared by the Urban Water Resources Research Council of ASCE for the US EPA. Office of Science and Technology. Washington D.C.

Brown, S., Stein, S., Warner, J. 2009. Urban drainage design manual. Hydraulic Engineering Circular No. 22.

Fewtrell, T.J., Duncan, A., Sampson, C.C., Neal, J.C., Bates, P.D. 2011. Benchmarking urban flood models of varying complexity and scale using high resolution terrestrial LIDAR data. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 36, 7-8: 281-291.

Ghahraman, B. 2006. A General Dimensionless Rainfall Depth-Duration-Frequency Relationship. Iran Agric. Res., 14(2): 217-235.

Jain Gaurav, V., Agrawal, R., Bhanderi, R.J., Jayaprasad, P., Patel, J.N., Agnihotri, P.G., Samtani, B.M. 2015. Estimation of Sub-Catchment Area Parameters for Storm Water Management Model (SWMM) Using Geo-Informatics. Geocarto International. 31(4):1-28

Katherine, L., Smith, J.A., Baeck, M.L., Miller, A.J.  2010. Analyses of Urban Drainage Network Structure and Its Impact on Hydrologic Response. Journal of the American Water Resources Association. 46(5): 932-943

Matthew, G.S. 2010. Low impact development modeling to manage urban storm water runoff and restore predevelopment site hydrology. MSc. Colorado State University. Fort Collins. Colorado.

Miller, J D., Kim, H., Kjeldsen, T.R., Packman, J., Grebby, S., Dearden, R. 2014. Assessing the impact of urbanization on storm runoff in a peri-urban catchment using historical change in impervious cover. Journal of Hydrology. 515: 59-70.

Bhattacharya, N. 2010. Flood risk assessment in Barcelona, France, The Netherlands, International Institute for Geo-information Science and Earth Observation Enscheda (ITC).

Wang, M.., Zhang, D.Q., Su, J., Trzcinski, A.P., Dong, J.W., Tan, S.K. 2017. Future Scenarios Modeling of Urban Storm Water Management Response to Impacts of Climate Change and Urbanization. Journal of Clean Soil Air Water. 45(10).