نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

بررسی خطر پذیری و پهنه‌بندی سیلاب رودخانه تیره با استفاده از مدل HEC-RAS

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
محسن قائدرحمتی 1
مهناز قائینی حصاروئیه 2
احسان فدائی کرمانی 3
1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی عمران- آب و سازه های هیدرولیکی، بخش مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان،
2 استاد، بخش مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
3 استادیار، بخش مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
چکیده
رودخانه تیره شهرستان دورود، واقع در شمال شرقی استان لرستان، در سال های متمادی شاهد وقوع سیل در حوزه دشتی سیلاخور بوده که بخش‌های مختلفی از اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و پل‌های ارتباطی شهرستان دورود را تحت تاثیر قرار داده است. در پژوهش حاضر، ابتدا با استفاده از نقشه‌های کاربری اراضی و توپوگرافی و منطبق نمودن آنها با یکدیگر در محیط ArcGIS به تخمین اولیه شماره منحنی رواناب (CN) پرداخته شد. سپس با روابط SCS، زمان تمرکز (Tc) زیرحوزه‌ها تعیین شد و با کمک نرم‌افزار EsayFit، داده‌های رخداد بارش ساعتی دو ایستگاه در دسترس برای دوره‌‌های بازگشت 5، 10، 25، 50 و 100 سال محاسبه گردید. در ادامه با ورود DEM حوزه مربوطه به نرم‌افزار HEC-HMS، پارامترهای مهم هیدرولوژیکی استخراج شد و با استفاده از آن هیدروگراف‌های بارش – رواناب برای شرایط مرزی، جهت تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی سیلاب در نرم‌افزار HEC-RAS به‌دست آمد. نتایج نشان داد که پاسخ تاثیر تغییرات کاربری اراضی و تغییرات پارامترهایی همچون شماره منحنی رواناب (CN) و زمان تمرکز (Tc) در نرم‌افزار HEC-HMS باعث افزایش دبی اوج می شود که مقادیر به‌دست آمده برای دوره بازگشت‌های 5، 10، 25، 50 و 100 سال به‌ترتیب 104، 88، 74، 63 و 48 درصد افزایش داشته است. نتایج شبیه‌سازی نرم‌افزار HEC-RAS نشان داد که، بر طبق ضابطه پیشنهادی نشریه 821 ، سطوح خطر سیلاب برای دوره بازگشت 25 سال و 100 سال، ناامن برای وسایل نقلیه و همه مردم و نیز امکان ایجاد خسارت سازه‌ای و خطرناک برای همه نوع ساختمان‌ها می‌باشد. در نهایت، مساحت سیل‌خیزی در حوزه موردمطالعه برای دوره بازگشت‌های 5، 10، 25، 50 و 100 سال به‌ترتیب 2246، 2273، 2331، 2365 و 2524 هکتار به‌دست آمد. همچنین، زمان رسیدن سیلاب دوره بازگشت 100 سال نسبت به 25 سال، دو ساعت زودتر رخ می‌دهد.
کلیدواژه‌ها
پهنه‌بندی سیلاب
رودخانه تیره
شبیه‌سازی سیل
نرم‌افزار HEC-HMS
نرم‌افزار HEC- RAS

عنوان مقاله English

Risk assessment and flood mapping of the Tire River using the HEC-RAS model

نویسندگان English

Mohsen Ghaedrahmati 1
Mahnaz Ghaeini-Hessaroeyeh 2
Ehsan Fadaei-Kermani 3
1 M.Sc. Graduate, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده English

The Tire River of Dorud city is located in the northeast of Lorestan province, which for many years has caused floods in the Silakhor plain and parts of agriculture and parts of residential areas and communication bridges of Dorud city. Therefore, in this research, using land and soil use maps and matching them with each other in the ArcGIS environment, the initial estimation of the runoff curve number (CN) has been done. Then, with SCS relationships, time of concentration (TC) was determined and calculated with the help of EsayFit software and hourly rainfall event data of two available stations for return periods of 5, 10, 25, 50 and 100. Next, by entering the DEM of the relevant area into the HEC-HMS software, important hydrological parameters were extracted, and using the HEC-HMS software environment, precipitation-runoff hydrographs were determined for the boundary conditions of preparing zoning maps. Also, the response of the impact of land use changes and changes in parameters such as runoff curve number (CN) and concentration time (Tc) in HEC-HMS software has increased the peak discharge, which values are obtained for the return period of 5, 10, 25 50,100 years has increased by 104, 88, 74, 63, 48 percent respectively.. The simulation results of HEC-RAS software showed that, according to the proposed regulation 821 of the Australian Code, flood risk levels for the return period of 25 years and 100 years, unsafe for vehicles and all people, it is possible to cause structural damage and dangerous for all types of buildings. Also, the area Flood risk in the study area for the return period of 5, 10, 25, 50, 100 respectively has been obtained 2246, 2273, 2331, 2365, 2524hectares. The arrival time of the flood of the 100-year return period has occurred two hours earlier than 25 years

کلیدواژه‌ها English

Flood Mapping
Tire River
Flood simulation
HEC-HMS Software
HEC-RAS Software
آب منطقه ای استان لرستان، 1392، مطالعات بازنگری مرحله اول و طرح تفصیلی ساماندهی رودخانه های شهرستان بروجرد و دورود و مطالعات بازنگری تعیین حد بستر، حریم و مرحله اول و دوم ساماندهی رودخانه تیره (طول 92 کیلومتر)، دفتر مهندسی رودخانه، لرستان، ایران.
بختیاری، م.، کاشفیپور، س. م. و اصغری‌پری، س. ا. 1391. بررسی تأثیرسازه‌های عرضی بر روی پهنه سیلاب با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS در محیط سامانه اطلاعات جغرافیاییGIS  . نشریه علوم مهندسی و آبیاری. 35 (3): 46-37.
دامادی، س.، دهواری، ع.، دهمرده قلعه‌نو، م.ر. و ابراهیمیان، م. 1399. پهنه‌بندی سیلاب با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS در رودخانه سرباز استان سیستان و بلوچستان. نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز. 13 (3): 601 -590.
راد، م.، وفاخواه، م. و غلامعلی‌فرد، م. 1397. پهنه‌بندی سیل با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS در پایین‌دست حوزه آبخیز خرم‌آباد. مجله مخاطرات محیط طبیعی. 7 (16): 226-211.
رضوی زاده، س.، سلاجقه، ع.، خلیقی‌سیگارودی، ش. و جعفری، م. 1389. بررسی تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر خصوصیات سیلاب با استفاده از مدل HEC-HMS (مطالعه موردی: حوزه آبخیز طالقان). نشریه مرتع و آبخیزداری. 66 (3): 386 - 373.
‌سازمان برنامه و بودجه، 1399، راهنمای تهیه نقشه های خطرپذیری سیل وزارت نیرو امور نظام فنی اجرایی، مشاورین و پیمانکاران دفتر استانداردها و طرحهای آب و آبفا; ضابطه 821 بخشنامه 99/168298
شکیب، ح. و شجاع‌رستگاری، ح. 1395. بررسی تغییرات بستر و نقاط مناسب برداشت رسوب به کمک تکنیک Gis و نرم‌افزار HEC-RAS  (مطالعه موردی: بستر گرگانرود-زیرحوزه چهل چای استان گلستان، ایران)، پانزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) قزوین.
عابدی‌کوپایی، ج. و بابایی، ب. 1398. تعیین حریم رودخانه زاینده‌رود با استفاده از نرم‌افزارهایGIS Arc،HEC-RAS  و برنامه جانبیHEC-GEORAS . نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی). 23 (4):  376-361.
عزیزیان، ا. و صمدی، ا. 1400. شبیه‌سازی دوبعدی سیلاب در محیط مدل عددیHEC-RAS 5 . چاپ اول، انتشارات پارسیا.
کریمی‌‌فیروزجایی، م.، عبداللهی‌کاکرودی، ع. و جلوخانی‌نیارکی، م. ر. 1396. تهیه نقشه خطر مبتنی بر انرژی جریان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی مطالعه موردی: رودخانه نکاء. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی. 5 (4): 175-159.
مرادی‌نژاد، ا. و حسینی، ا. 1401. برآورد دقت روابط انتقال دبی رسوب رودخانه خنداب، ایستگاه جوشیروان با استفاده از مدلHEC-RAS. مجله محیط‌زیست و مهندسی آب، 8 (1): 176-161.
Ackerman, C.T., 2009. HEC-GeoRAS–GIS tools for support of HEC-RAS using ArcGIS, User’s manual. US Army Corps of Engineers-Hydrologic Engineering Center (HEC). 4.
Brunner, G.W., 2021. CEIWR-HEC HEC-RAS river analysis system: User’s manual version 6.0
Bentley Systems, Dyhouse, G., Hatchett, J. and Jeremy, B. 2007. Floodplain modeling using hec-ras. Bentley Institute Press; First Edition.
Chow Ven, T., Te, C.V., RC, M.D. and Mays, L.W., 1988. Applied hydrology. McGraw-Hill Book Company.
Costabile, P., Costanzo, C., Ferraro, D., Macchione, F. and Petaccia, G. 2020. Performances of the new HEC-RAS version 5 for 2-D hydrodynamic-based rainfall-runoff simulations at basin scale: Comparison with a state-of-the art model. Water. 12(9): 2326.
Darijani, Z., Ghaeini-Hessaroeyeh, M. and Fadaei-Kermani, E., 2025. Flood inundation and hazard mapping using the HEC-RAS 2D model: a case study of Adoori River, Iran. Modeling Earth Systems and Environment. 11(1):1-14.
Desalegn, H. and Mulu, A., 2021. Mapping flood inundation areas using GIS and HEC-RAS model at Fetam River, Upper Abbay Basin, Ethiopia. Scientific African, 12.e00834.
Jagadeesh, B. and Krishna Veni, K. 2021. Flood plain modelling of Krishna lower basin using arcgis, hec- georas and hec-ras. Materials science and engineering, 1112 (1): 012024.
Mokhtar, E.S., Pradhan, B., Ghazali, A.H. and Shafri, H.Z.M., 2018. Assessing flood inundation mapping through estimated discharge using GIS and HEC-RAS model. Arabian Journal of Geosciences. 11: 1-20.
Shaikh, A. A., Pathan, A. I., Waikhom, S. I., Agnihotri, P. G., Islam, M. N. and Singh, S. K. 2023. Application of latest HEC-RAS version 6 for 2D hydrodynamic modeling through GIS framework: A case study from coastal urban floodplain in India. Modeling Earth Systems and Environment. 9(1): 1369-1385.        
Tamiru, H. and Wagari, M. 2022. Machine learning and HEC-RAS integrated models for flood inundation mapping in Baro River Basin, Ethiopia. Modeling Earth Systems and Environment. 8 (2): 2291-2303.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 19، شماره 3 - شماره پیاپی 112
مرداد و شهریور 1404
صفحه 499-519