بهره برداری از سد گلستان در شرایط سیلابی جهت حداقل نمودن خسارات ناشی از سیل در پاییندست سد

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

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

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

4 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

مطالعه حاضر با هدف بررسی اعمال سناریوهای بهره­برداری بر روی سد گلستان جهت کاهش پهنه سیل و خسارت سیل در پایین­دست سد، انجام شد. بدین منظور هیدروگراف ورودی به سد گلستان، برای دوره بازگشت­های 25، 50، 100 و 200 ساله با در نظر گرفتن فاصله اطمینان بدست آمد. برای روندیابی هیدروگراف­های سیل در مخزن و محاسبه هیدروگراف خروجی از سد از روش پالس ذخیره­ای استفاده گردید. هم­چنین از تلفیق سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS)  و مدل هیدرولیکی HEC-RAS جهت پهنه­بندی سیلاب­های مختلف استفاده شد. در نهایت خسارت وارد به اراضی اطراف رودخانه در هر سناریو بدست آمد. نتایج نشان داد که اختصاص حجمی از مخزن سد گلستان جهت کنترل سیل، برای سیلاب‌هایی با دبی اوج هیدروگراف تا 2000 مترمکعب بر ثانیه اثرگذار است و با افزایش دبی اوج هیدروگراف ورودی، عملا خالی نگه داشتن سد تاثیری چندانی در کاهش دبی اوج هیدروگراف خروجی از سد نخواهد داشت. به طوری‌که در سیل‌های با دبی اوج 500 مترمکعب بر ثانیه می­توان با اعمال سناریوهای بهره­برداری پهنه سیل را نسبت به حالت مخزن پر تا 100 درصد کاهش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Golestan Dam Operation in Flood Conditions to Minimize Flood Damages in Downstream of Dam

نویسندگان [English]

  • Zahra Sadeghi 1
  • Saeed Reza Khodashenas 2
  • Hosein Sanaeinejad 3
  • Mehdi Meftah Halghi 4
1 PhD Student. Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
2 Professor of Civil Engineering, Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad
3 Associate Professor of Meteorology, Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad
4 Associate Professor of water Structure Engineering, Water Engineering Department, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده [English]

The aim of this study is investigation the application of operation scenarios on Golestan dam to reduce the inundated area and the flood damages at downstream of dam. So considering confidence interval, the inflow hydrographs for Golestan dam were calculated for 4 return periods (25, 50, 100, 200 year). Then these hydrographs were routed through Puls method in order to obtain the outflow hydrographs passing through dam spillway. Also, the integrated of Geographical Information System (GIS) and the HEC-RAS hydraulic model were used to produce a flood map for different floods. Finally, the damage to land around the river was estimated in each scenario. The results showed that assigning a flood control volumes in Golestan dam is effective only for floods whit peak discharge up to 2000 m3/s. And as the flood peak discharge increases, the effect of dam on flood controlling decreases, even if you keep the dam empty. So that, by the application of operation scenarios, flood inundated area can be reduced to 100% in the floods whit peak discharge up to 500 m3/s.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Discharge
  • Flood controlling
  • GIS
  • Golestan Dam
  • HEC- RAS
بهره­مند،ع.ر.، و جاویدان،ن. 1395. بررسی حساسیت پارامترهای موثر بر روندیابی هیدروگراف سیل با روش موج پخش دیفیوژن با مدل هیدرولوژیکی توزیعی Wet Spa در حوزه آبخیز زیارت گرگان. نشریه آب و خاک. 30. 3: 685-697.
پریسای،ز.،  بهره­مند،ع.ر. 1391. بررسی مناسب­ترین روش تعیین ضریب زبری در بخشی از رودخانه گرگان­رود. سومین همایش ملی مقابله با بیابان­زایی و توسعه پایدار تالاب­های کویری ایران.
راهنمای ارزیابی خسارت نشریه شماره 296-الف. وزارت نیرو. اردیبهشت 1385.
شناسنامه سد گلستان شرکت آب منطقه­ ای استان گلستان. 1394.
صادقی،س.ح.، افضلی،ع.، وفاخواه،م.،  تلوری،ع.ر. 1387. تهیه هیدروگراف واحد مصنوعی حوزه­های آبخیز شمالی کشور با استفاده از ویژگی­های فیزیوگرافی. مجله پژوهش­های آبخیزداری.
میرزایی،ش. بهینه‌سازی الگوی کشت اراضی تحت پوشش شبکه آبیاری و زهکشی سد گلستان1. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 1392.
یخکشی،م.، مفتاح هلقی،م.، ظهیری،ع.ر. 1393. نقش احداث سد مخزنی نرمآب بر کاهش پهنه سیل و خسارات وارده به اراضی پایین­دست. 4.  16: 24-36.
Akter,T and Simonovic,S. 2004. Modeling uncertainties in short-term reservoir operation using fuzzy sets and a genetic algorithm. Hydrological Sciences–Journal. 49.6: 1081-1097.
Castro Gama,M., Popescu,I., Shengyang,L and Mynett, A. 2014. Modeling the inference between upstream inflow hydrographs and downstream flooded areas in a reservoir driven system. Procedia - Social and Behavioral Sciences. 108: 207-218.
Chaleeraktrakoon,C and Chinsomboon,Y. 2015. Dynamic rule curves for flood control of a multipurpose dam. Journal of Hydro-environment Research. 9: 133-144.
 Chun, C., and Chau, K.W. 2004. Flood control management system for reservoirs. Environmental Modeling and Software. 19: 1141 –1150.
Chuntian,C and Chau,K.W. 2002. Three-person Multi-objective Conflict Decision in reservoir flood control. European Journal of Operational Research. 142: 625–631.
Dashti Naser Abadi,H., Dehghani,A.A and Rasuli,SH. 2015. Evaluation of Dam Ceiling Stability (Comparison Case of Golestan Dam). International Journal of Review in Life Sciences. 5.5: 1454-1459.
Deshpande,S. 2013. Improved Floodplain Delineation Method Using High-Density LiDAR Data. Civil and Infrastructure Engineering. 28: 68-79.
Earles,T.A., Wright,K.R., Brown,CH and Langan,T.E. 2004. Los alamos forest fire impact modeling. Journal of the american water resources association. 4: 371-384.
Golshan,M., Jahanshahi,A and Afzali,A. 2016. Flood hazard zoning using HEC-RAS in GIS environment and impact of manning roughness coefficient changes on flood zones in semi-arid climate. Desert. 21.1: 24-34.
Getahun,Y.S and Gebre,S.L. 2015. Flood Hazard Assessment and Mapping of Flood Inundation Area of the Awash River Basin in Ethiopia using GIS and HEC-GeoRAS/HEC-RAS Model. Journal of Civil and Environmental Engineering. 5.4:1-12.
Li,Y., Guo,SH., Guo,J., Wang,Y., Li,T and Chen,J. 2014. Deriving the optimal refill rule for multi-purpose reservoir considering flood control risk. Journal of Hydro-environment Research, 8: 248-259.
Madadi,M.R., Azamathulla,H.M. and Yakhkeshi,M. 2015. Application of Google earth to investigate the change of flood inundation area due to flood detention dam, Journal of Earth Science Informatics. 3 .8: 627-838.
Mohammadi,S.A., Nazariha,M and Mehrdadi,N. 2014. Flood damage estimate (quantity), using HEC-FDA model Case study: the Neka River, 12th International Conference on Computing and Control for the Water Industry. 1173 – 1182.
Safaripour,M., Monavari,M and Zare,M. 2012. Flood Risk Assessment Using GIS (Case Study: Golestan Province, Iran). Polish Journal of Environmental Studies. 21.6: 1817-1824.
Sargent,D.M. 1992.  Flood Management in Rockhampton. International Conference on Floods and Flood Management. Florence. Italy. 3-17.
Shabanlou,S., Yosefvand,F. 2015. Calculation of Sub‐Basin Participation in Total Flood of Golestan Basin, Golestan, Iran. Agricultural communications. 3.2: 54‐62.
Turgeon,A. 2005. Daily operation of reservoir subject to yearly probabilistic constraints. Journal of Water Resources Planning and Management. 131.5: 342-350.
Yang,J., Townsend,R.D., Daneshfar,B. 2006. Applying the HEC-RAS model and GIS techniques in river network floodplain delineation.Canadian Journal of Civil Engineering. . 33: 19-28.
Zhou,J., Zhang,Y., Zhang,R., Ouyang,S.H., Wang,X and Liao,O. 2015. Integrated optimization of hydroelectric energy in the upper and middle Yangtze River. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 45: 481–512.