برآورد رواناب شهری به منظور تعیین نقاط سیل گرفتگی با استفاده از مدل SWMM در شهر ملایر

با توجه به حجم زیاد فعالیت های انسانی و تجاری یکی از مهم ترین اهداف زیرساخت ها، جمع آوری و انتقال رواناب های شهری، مهار سیلاب و جلوگیری از آب گرفتگی در شهرها است. به منظور برآورد صحیح رواناب و خصوصیات واحدهای آب شناخت و کانال ها به کارگیری مدل های مناسب آب شناختی و آبی مهم است. با توجه به اهمیت موضوع، این پژوهش با هدف برآورد رواناب شهری ملایر به منظور تعیین نقاط احتمالی سیل گرفتگی با استفاده از مدل مدیریت طوفان آب (SWMM) انجام شد.

بر پایه ی گزارش های فنی موجود، ابتدا محدوده ی زیر آبخیز ها، گره ها و کانال های اصلی شهر تعیین شد. با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی جهت جریان و شیب منطقه تعیین شد و 11 عدد زیر آبخیز شناسایی شد. همچنین با صرف نظر از اندازه ی ژرفای اولیه ی آب و سطح ماندابی 11 عدد گره تعیین شد. با استفاده از داده های بارش روزانه ایستگاه همدید ملایر در دوره ی آماری 2020- 1992، بارش نه ساعته با دوره ی بازگشت دو سال به عنوان بارش طرح محاسبه و وارد مدل شد. شکل هندسی کانال ها، مستطیل باز و از روش موج جنبشی برای روندیابی جریان در کانال ها استفاده شد. اندازه های بیشترین آب دهی عبوری کانال ها با استفاده از رابطه ی سطح مقطع جریان و سرعت جریان برای بارش طرح 9 ساعته با دوره ی بازگشت دو سال محاسبه شد. برای واسنجی مدل از متغیرهای درصد مناطق نفوذناپذیر، ذخیره ی چالابی و ضریب زبری مناطق نفوذناپذیر در بازه ی تغییر دامنه ی مجاز اصلاح استفاده شد. به منظور ارزیابی مدل از ضریب کارایی نش-ساتکلیف و ریشه ی میانگین مربعات خطا استفاده شد.

نتایج نشان داد پس از بهینه سازی اندازه های متغیرها، ضریب کارایی نش-ساتکلیف و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب 0/73 و 0/02 بود. از کل بارش 14/54 میلی متری، اندازه ی 5/53 میلی متر مربوط به تلفات نفوذ، اندازه ی 7/55 میلی متر مربوط به رواناب سطحی و اندازه ی 1/45 میلی متر مربوط به ذخیره ی چالابی بود. نتایج نشان داد زیرآبخیز هایی که در شمال شهر و مشرف به بلندی ها بودند و به گره ی شماره ی 10 منتهی می شدند حجم و آب دهی رواناب بیش تری داشتند و لازم است در این منطقه در طراحی و گسترش کانال ها تجدیدنظر شود. همچنین زیر آبخیز های بخش غربی شهر (زیر آبخیز شماره ی 4) و بخش جنوب غربی (زیر آبخیز شماره ی 8) با 0/651 و 0/547 به ترتیب بیش ترین و کم ترین توان سیل خیزی را داشتند.

در این پژوهش نتایج نشان داد تقریبا نیمی از شهر در رخداد بارش ها، تحت تاثیر خطرهای سیلاب قرار خواهند گرفت. ازاین رو شبکه ی زهکشی کنونی کارایی لازم برای تخلیه رواناب شهری در بخش شمال شهر را ندارند و تعیین ابعاد بهینه ی کانال ها ضروری است. به دلیل برف گیر بودن بلندی های شرقی منطقه ی مطالعه شده و با توجه به زمین شناسی آن پیشنهاد می شود از مدل هایی که توانایی محاسبه ی رواناب ناشی از ذوب برف را دارند در پژوهش های آتی استفاده شود.