چکیده:
سیل یکی از بزرگترین معضلات و بلایای طبیعی در کشور است که اغلب مناطق کشور را تحت تاثیر قرار داده است و موجب وارد آمدن خسارت به شهرها، روستاها، تاسیسات صنعتی، کشاورزی و اماکن مسکونی شده است. لذا شناسایی اصولی مناطق دارای پتانسیل تولید سیل بالا و خطر ساز در داخل حوزه آبخیز از جمله مقدمات بسیار مهم در کنترل سیل و کاهش خسارات ناشی از آن می باشد. در مطالعات مناطق دارای پتانسیل تولید سیل بالا در داخل یک حوضه، معمولا دبی اوج زیر حوضه ها در مقایسه با هم از محل خروجی زیر حوضه تا خروجی کل حوضه و یا نحوه مشارکت آن زیر حوضه در سیل خروجی کل حوضه مد نظر بوده است. بدین منظور حوضه آبخیز عباس آباد به 7 زیر حوضه تقسیم گردید و خصوصیات فیزیکی کل حوضه و زیر حوضه ها با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و الحاقیه HEC-GeoHMS در فرمت رقومی تعیین شد. با بهره گیری از مدل HEC-HMS و کاربرد روش تکرار حذف انفرادی زیر حوضه هیدروگراف های سیل متناظر با بارش، برای هر یک از زیر حوضه ها محاسبه شد.با حذف متوالی زیر حوضه ها در هر بار اجرای مدل، دبی خروجی کل حوضه در آبراهه های اصلی بدون اثر زیر حوضه مورد نظر محاسبه گردید. بدین ترتیب میزان تاثیر هر یک از زیر حوضه ها در تولید سیل خروجی بدست آمد. زیر حوضه ای که بیشترین سهم مشارکت را در تولید سیل خروجی حوضه به عهده داشت، به عنوان سیل خیز ترین زیر حوضه شناسایی شد. سپس سایر زیر حوضه ها به ترتیب کمی مشارکت آنها در سیل خروجی اولویت بندی گردیدند. نتایج نشان داد میزان مشارکت زیر حوضه ها در سیل خروجی متناسب با دبی اوج زیر حوضه ها نبوده و لزوما زیر حوضه هایی که دبی بیشتری دارند، بیشترین مشارکت را در سیل خروجی حوضه ندارند، زیرا عواملی مانند موقعیت مکانی زیر حوضه ها می توانند باعث تغییر در نحوه مشارکت گردند. نتایج نشان داده است که با دخالت دادن پارامتر مساحت ، زیر حوضهw270 با بیشترین مساحت در اولویت اولویت اول و زیرحوضه w180 با کمترین مساحت در اولویت آخر قرار گرفته است . به منظور حذف پارامتر مساحت زیرحوضه ها ، میزان تأثیر هر واحد سطح زیرحوضه در کاهش سیل خروجی نیز بررسی شده که در این مرحله زیرحوضهw160 با رتبه شش از لحاظ مساحت در اولویت اول و زیرحوضه w180 با رتبه هفت از لحاظ مساحت در رتبه آخر قرار گرفته است نتایج این قسمت نشان می دهد که علاوه بر مساحت ، موقعیت مکانی و همزمانی یا عدم همزمانی دبی اوج هر زیر حوضه با سایر زیرحوضه ها ، نیز در مشارکت نهایی آنها در دبی اوج کل حوضه نقش دارد .
فهرست مندرجات
عنوان صفحه
فصل اول: کلیات
1-1-مقدمه 1
1-2-مسأله 4
1-3-فرضیات تحقیق 5
1-4-هدف تحقیق 5
1-5-ضرورت تحقیق 6
1-6-تعاریف و مفاهیم واژه های کلیدی 6
1-6-1-پتانسیل تولید سیل 6
1-6-2-الویت بندی زیرحوضه ها 6
1-6-3-مدل بارش-رواناب 7
1-6-4-مدلهای کامپیوتری شبیه سازی هیدرولوژیک 7
1-6-5-مدل HEC-HMS 9
1-6-5-1-مدل حوضه 10
1-6-5-2-مدل هواشناسی 10
1-6-5-3-شاخص های کنترل 11
1-6-6-مدل سازی سیلاب 11
1-6-7-مدل هیدرولوژی 12
1-7-سامانه اطلاعات جغرافیایی GIS 13
1-7-1-کاربرد سامانه اطلاعات جغرافیایی درعلوم مختلف 14
1-7-1-1- کشاورزی: 14
1-7-1-2- زمین شناسی: 14
1-7-1-3- جنگلداری: 14
1-7-1-4- برنامه ریزی بلایا: 14
1-7-1-5- بدست آوردن هیدروگراف واحد مصنوعی SCS 15
1-7-1-6- مطالعة حوزه های آبخیز: 15
1-7-1- 7- کاربرد سامانه اطلاعات جغرافیایی در مدل بارش ـ رواناب : 15
فصل دوم: سابقه تحقیق
2-1- مروری برمطالعات انجام شده و سوابق تحقیق: 17
2-1-1- سابقه تحقیق در جهان 17
2-1-2- سابقه تحقیق در ایران 18
فصل سوم: مواد و روشها
3-1- موقعیت جغرافیایی حوزه آبخیز عباس آباد 22
3-2- مشخصات حوزه 23
3-3-پوشش گیاهی 23
3-4- روش تحقیق 24
3-4-1- مراحل انجام تحقیق 24
3-4-1-1- مرحله جمع آوری آمار و اطلاعات و تهیه نقشه های مورد نیاز 24
3-4-1-2- مدلسازی و اعتبار یابی مدل 24
3-4-1-3- استفاده از مدل و تحلیل نتایج 24
3-4-1-1-1- تهیه نقشه حوضه و رقومی کردن خطوط تراز 24
3-4-1-1-2- تهیه مدل ارتفاعی رقومی (DEM) 25
3-4-1-1-3- تهیه نقشه پوشش گیاهی و کاربری اراضی 25
3-4-1-1-4- تهیه نقشه گروههای هیدرولوژیک خاک 25
3-4-1-1-5- تعیین شماره منحنی انواع کاربری اراضی 26
3-4-1-1-6- تعیین وضعیت رطوبت پشین خاک 26
3-4-1-1-7- تهیه نقشه شماره منحنی حوضه 27
3-4-1-1-8- محاسبه زمان تمرکز زیر حوضه ها 29
3-4-1-1-9- محاسبه زمان تاخیر زیر حوضه ها 30
3-4-1-2- مدلسازی و اعتبار یابی مدل 30
3-4-1-2-1- مدل حوضه، حوزه آبخیز عباس آباد 30
3-4-1-2-2- مدل اقلیمی حوزه آبخیز عباس آباد 38
3-4-1-2-3- شاخص های کنترل 38
3-4-2- اجرای مدل برای داده های بارش - رواناب مشاهده شده 38
3-4-3- آنالیز حساسیت مدل نسبت به تغییر پارامترها 38
3-4-4-واسنجی مدل 39
3-4-5- محدودیت های بهینه سازی در سامانة مدل سازی هیدرولوژیک 40
3-4-6- اعتبار یابی سامانة مدل سازی هیدرولوژیک 41
فصل چهارم : نتایج
4-1- مقدمه 42
4-2- نتیجه تعیین رطوبت پیشین خاک 42
4-3- وقایع بارندگی و رویدادهای استفاده شده در فرایند شبیه سازی 43
4-4- نتایج اجرای سامانه مدلسازی هیدرولوژیک در رویدادهای مختلف 45
4-4-1- اجرای مدل در رویداد (30مارس 1998) 45
4-4-2- اجرای مدل در رویداد (30اکتبر 2003) 47
4-4-3- اجرای مدل در رویداد (11نوامبر 2003) 49
4-4-4- اجرای مدل در رویداد (03 مه 2004) 51
4-4-5- اجرای مدل در رویداد (21نوامبر2007) 53
4-5- نتایج واسنجی مدل در شرایط رطوبتی متوسط ( II ) 54
4-6- آنالیز حساسیت مدل نسبت به پارامترها 56
4-7- نتایج بهینه سازی مدل 56
4-8- اعتبار یابی نتایج مدل 57
4-9- اولویت بندی زیرحوزه ها ( در شرایط رطوبتی II ) 57
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری
پیشنهادات 60
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول (1-1): مدلهای هیدرولوژی 13
جدول (3-1) : مشخصات ایستگاه هیدرومتری 22
جدول(3-2):موقعیت ایستگاه باران سنجی 23
جدول (3-3 ) : خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوزه های آبخیز 23
جدول (3-4):حداقل شدت نفوذ در گروههای هیدرولوژیکی خاک حوزه 26
جدول (3-5): شرایط رطوبتی خاک با توجه به میزان بارندگی 27
جدول (3-6):تعیین CN زیرحوزه ها 29
جدول (3-7): نتایج محاسبه زمان تمرکز و زمان تأخیر 30
جدول (4-1): بارندگی های استفاده شده در شبیه سازی سیلابی حوزه آبخیز عباس آباد42 جدول (4-2): بارندگی استفاده شده در شبیه سازی دبی سیلابی حوضه عباس آباد43
جدول (4-3): مقادیر بارندگی ثبت شده و متناظر با سیلهای انتخابی43 جدول شماره (4-4): دبی های سیلابی استفاده شده در شبیه سازی دبی سیلابی حوضه عباس آباد 44 جدول (4-5): ابعاد هیدروگراف سیلابهای مشاهده شده و متناظر با رگبارهای انتخابی 44
جدول (4-6 ) پارامتر واسنجی برای رویداد شماره 155 جدول (4-7 ) مقایسه بده حداکثر سیلاب مشاهده ای و شبیه سازی شده برای رویداد شماره 1 55 جدول (4-8 ) پارامتر واسنجی برای رویداد شماره255 جدول (4-9 ) مقایسه دبی پیک مشاهده ای و شبیه سازی برای رویداد شماره2 55
جدول (4-10 ) پارامتر واسنجی برای رویداد شماره 355
جدول (4-11) مقایسه دبی پیک مشاهده ای و شبیه سازی شده برای رویداد شماره 356
جدول (4-12 ) پارامتر واسنجی برای رویداد شماره 556
جدول (4-13 ) مقایسه دبی پیک مشاهده ای و شبیه سازی شده برای رویداد شماره556
جدول (4-14):مقادیر بهینه شده تلفات اولیه بارش در زیر حوضه ها و در رویدادهای بارندگی منتخب56
جدول (4-15): ارزیابی دبی اوجِ بهینه سازی شده و مشاهده ای برای رویداد 31 مارس200457
جدول (4-61): اولویت بندی زیر حوضه ها بر اساس میزان مشارکت آنها در دبی اوج خروجی کل حوضه58
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل(3-1):موقعیت و شکل حوزه آبخیز عباس 22
شکل (3-2): نقشه کاربری حوضه عباس آباد 24
شکل (3-3): گروههای هیدرولوژیکی خاک حوزه آبخیز عباس آباد 26
شکل (4-3): نقشه شماره منحنی حوضه عباس آباد &am
پایان نامه ارشد مهندسی آبخیزداری بررسی سهم اثر زیرحوضه ها در تولید سیل با استفاده از مدل (HEC-HMS) در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی
