%41تخفیف

استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايی برای کنترل خسارت سيلاب رودخانه زرجوب به کمک مدلسازی جريان

تعداد86 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد رشته مهندسی آب گرايش مهندسی منابع آب

 استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايی برای کنترل خسارت سيلاب رودخانه زرجوب به کمک مدلسازی جريان

چکيده:

امروزه سيلاب و طغيان رودخانه ها، از جمله عوامل بحث برانگيز در سراسر دنيا است که تحقيقات گسترده ای در اين زمينه انجام گرفته و محققان برای رهايی از آن، روش های مختلفی ارائه داده­اند. مديريت منابع آب در چنين شرايطی اهميت می­يابد. پهنه­بندی سيلاب از جمله روش­های غيرسازه­ای کنترل سيل است که قبل از وقوع سيل انجام می­گيرد. از آنجايی که بخشی از رودخانه زرجوب از محدوده شهری رشت در استان گيلان می­گذرد، به دليل موقعيت جغرافيايی خود از لحاظ سيل­خيزی بايد مورد بررسی قرار گيرد. در اينجا، قسمتی از رودخانه با طول تقريبی 10 کيلومتر مطالعه می­شود. در تحقيق حاضر، سعی شده است به کمک نرم­افزارهای HEC-RAS و ArcGIS، پهنه خطر اين رودخانه تهيه گردد. برای اين منظور، ابتدا با استفاده از 63 مقطع عرضی موجود، پروفيل سطح آب در دوره بازگشت های 5، 10، 25، 50، 100، 200، 500 و 1000 ساله محاسبه و سپس نقشه­های پهنه­بندی خطر سيل تهيه شده است. در نهايت حدود آبگرفتگی مناطق حاشيه رودخانه بر حسب عمق آب کلاس­بندی شد و بر اساس جدول ارزيابی خسارت ارائه شده توسط رسته مهندسی ارتش آمريکا، ارزيابی خسارت انجام گرفت. نتايج حاکی از آن است که شدت افزايش خسارت سيلاب­ تا دوره بازگشت­ 100 سال زياد و پس از آن، از شدت آن کاسته می­شود. از اينرو در اين دوره بازگشت، به منظور کاهش خسارات ناشی از سيل، در بازه­هايی از رودخانه با خطرپذيری بالا، اصلاحاتی انجام شده است.

واژگان کليدی: ارزيابی خسارت، پهنه­بندی سيلاب، رودخانه زرجوب، کنترل سيل، ArcGIS

فهرست مطالب

مقدمه.. 1

ضرورت انجام تحقيق.. 1

روند و اهداف مطالعه.. 1

فصل اول- مفاهيم و کليات.. 3

1-1-مقدمه.. 4

1-2-مديريت سيلاب.. 6

1-2-1-روش سازه­ای مديريت سيلابدشت.. 7

1-2-2-روش غيرسازه­ای مديريت سيلابدشت.. 7

1-2-2-1-اهميت روش­های غيرسازه­ای.. 8

1-3-لزوم پهنه­بندی سيلاب.. 10

1-4-اثرات سيل­گرفتگی.. 11

1-4-1-خسارت محسوس.. 11

1-4-1-1-خسارت­های مستقيم.. 12

1-4-1-2-خسارت­های غيرمستقيم.. 12

1-4-2-خسارت­های غيرمحسوس.. 13

1-5- بيمه سيل.. 13

1-5-1-مزايا و معايب بيمه سيل.. 15

1-6-تاريخچه مديريت سيلاب.. 17

1-6-1- مطالعات داخلی.. 17

1-6-2- مطالعات خارجی.. 18

1-7- منطقه مورد مطالعه.. 19

1-7-1-کارهای انجام شده روی زرجوب.. 21

1-8-اطلاعات جمع­آوری شده.. 22

فصل دوم-کاربرد نرم­افزارهای مورد استفاده.. 24

2-1-مقدمه.. 25

2-2-نرم­افزار Smada. 25

2-2-1-توزيع نرمال.. 26

2-2-2-توزيع لوگ نرمال دو پارامتره.. 27

2-2-3-توزيع لوگ نرمال سه پارامتره.. 27

2-2-4-توزيع پيرسون.. 27

2-2-5-توزيع لوگ پيرسون.. 27

2-2-6-توزيع گامبل.. 28

2-3-نرم­افزار HEC-RAS. 28

2-3-1- محاسبه پروفيل سطح آب در HEC-RAS در حالت جريان ماندگار   30

2-3-1-1-مراحل محاسبه پروفيل سطح آب در طول رودخانه   32

2-3-1-2-کاربرد معادله مومنتم.. 32

2-3-1-3-محدوديتهای برنامه در حالت جريان ماندگار.. 36

2-3-2-محاسبه پروفيل سطح آب در HEC-RAS در حالت جريان غيرماندگار   37

2-3-2-1-معادله تداوم.. 37

2-3-2-2-معادله مومنتم.. 39

2-3-2-3-کاربرد معادله جريان غيرماندگار در HRC-RAS. 43

2-4-الحاقيهHecGeo-RAS. 46

2-4-1-کاربرد HecGeo-RAS. 46

2-5-نرم­افزار ArcGIS. 47

2-5-1-داده­های سامانه اطلاعات جغرافيايی.. 47

2-5-2-جنبه­های کاربردی ArcGIS. 48

2-5-3-کاربرد ArcGIS در مدلسازی هيدروليکی.. 49

2-5-4-کاربرد ArcGIS در مديريت بحران.. 49

2-5-5-مزايای توليد پهنه­بندی سيل در محيط ArcGIS. 50

فصل سوم-مواد و روش­ها.. 53

3-1-مقدمه.. 54

3-2-پيش­بينی دبی حداکثر لحظه­ای سيلاب.. 54

3-3-بازسازی و تطويل آمار  آبدهی ايستگاه­ها.. 57

3-4-مدلسازی جريان.. 57

3-4-1-مختصات مقاطع عرضی.. 58

3-4-2-ضريب زبری مانينگ.. 59

3-4-3-اطلاعات جريان.. 62

3-4-4-اجرای برنامه.. 62

3-5-پهنه­بندی سيلاب.. 62

فصل چهارم- نتايج و بحث.. 64

4-1-مقدمه.. 65

4-2-بازسازی داده­ها.. 66

4-3-انتخاب توزيع آماری مناسب و پيش­بينی دبی.. 68

4-4-مدلسازی جريان.. 74

4-5-پهنه­بندی سيلاب.. 77

4-6-ارزيابی خسارت سيلاب.. 88

4-7-اصلاح رودخانه.. 91

فصل پنجم-نتيجه­گيری و پيشنهادات.. 101

5-1-مقدمه.. 102

5-2-نتيجه­گيری.. 102

5-3-پيشنهادات.. 104

منابع.. 105

فهرست جداول

 

جدول3-1-آمار دبی حداکثر لحظه­ای ايستگاه­های هيدرومتری سازمان آب و گلسار   56

جدول 3-2- موقعيت و ضرايب مانينگ مقاطع   59

جدول4-1-آمار سال­های مشترک ايستگاه­های هيدرومتری   66

جدول 4-2-آمار آبدهی ايستگاه­های هيدرومتری پس از بازسازی   67

جدول4-3-برازش داده­های ايستگاه سازمان آب با توزيع­های مختلف   69

جدول 4-5-برازش داده­های ايستگاه گلسار با توزيع­های مختلف   70

جدول 4-6-نتايج ارزيابی خطا توزيع­های آماری ايستگاه سازمان آب   73

جدول 4-7-نتايج ارزيابی خطا توزيع­های آماری ايستگاه گلسار   73

جدول 4-8-مقادير دبی حداکثر لحظه ای ايستگاه­های هيدرومتری در دوره بازگشت­های مختلف   74

جدول4-9-درصد خسارت برای دو نوع ساختمان در ارتباط با عمق آب   89

جدول4-10-مساحت سيلاب­گرفتگی در اعماق و دوره بازگشت­های مختلف   90

جدول 4-11- محاسبه خسارت سيلاب در دوره بازگشت­های مختلف   91

فهرست شکل­ها

شکل1-1-طبقه بندی انواع خسارت   11

شکل 1-2-جايگاه بيمه سيل در مديريت ريسک سيلاب   17

شکل1-3-موقعيت رودخانه­های سياهرود،گوهررود و پيربازار   20

شکل1-4-موقعيت کلی رودخانه زرجوب   21

شکل 2-1-کاربرد قانون مومنتم   34

شکل 2-2-حجم کنترل برای استخراج معادلات مومنتم و بقای جرم   38

شکل 2-3-نمايش عبارات مربوط به تعريف فشار   40

شکل 2-4- جريان ها کانال و سيلابدشت   44

شکل3-1-موقعيت ايستگاه­های هيدرومتری محدوده مطالعاتی   55

شکل 3-2-شمای کلی رودخانه زرجوب   58

شکل 4-1-توزيع نرمال ايستگاه سازمان آب   71

شکل 4-2-توزيع لوگ نرمال دو پارامتره ايستگاه سازمان آب   71

شکل 4-3 –توزيع لوگ نرمال سه پارامتره ايستگاه سازمان آب   71

شکل 4-4-توزيع پيرسون ايستگاه سازمان آب   71

شکل 4-5-توزيع لوگ پيرسون ايستگاه سازمان آب   71

شکل 4-6-توزيع گامبل ايستگاه سازمان آب   71

شکل4-7-توزيع نرمال ايستگاه گلسار   72

شکل4-8-توزيع لوگ نرمال دو پارامتره ايستگاه گلسار   72

شکل4-9-توزيع لوگ نرمال سه پارامتره ايستگاه گلسار   72

شکل 4-10-توزيع پيرسون ايستگاه گلسار   72

شکل4-11-توزيع لوگ پيرسون ايستگاه گلسار   72

شکل 4-12-توزيع گامبل ايستگاه گلسار   72

شکل 4-13-پروفيل طولی رودخانه زرجوب در دوره بازگشت­های 2ساله، 5 ساله و 10 ساله   75

شکل 4-14-پروفيل طولی رودخانه زرجوب در دوره بازگشت­های 25ساله، 50 ساله و 100 ساله…..75

شکل 4-15-پروفيل طولی رودخانه زرجوب در دوره بازگشت­های200 ساله،500 ساله و1000 ساله.76

شکل 4-16-مدلسازی جريان رودخانه زرجوب در دوره بازگشت­های مختلف   76

شکل 4-17- TIN رودخانه زرجوب   78

شکل 4-18- پهنه بندی سيلاب دو ساله رودخانه زرجوب   79

شکل4-19- پهنه بندی سيلاب پنج ساله رودخانه زرجوب   80

شکل4-20- پهنه بندی سيلاب 10ساله رودخانه زرجوب   81

شکل 4-21- پهنه بندی سيلاب 25 ساله رودخانه زرجوب   82

شکل4-22- پهنه بندی سيلاب 50 ساله رودخانه زرجوب   83

شکل 4-23- پهنه بندی سيلاب 100 ساله رودخانه زرجوب   84

شکل 4-24-پهنه بندی سيلاب 200 ساله رودخانه زرجوب   85

شکل 4-25- پهنه بندی سيلاب 500 ساله رودخانه زرجوب   86

شکل 4-26- پهنه بندی سيلاب 1000 ساله رودخانه زرجوب   87

شکل 4-27-موقعيت مناطق مورد بررسی جهت اصلاح رودخانه   92

شکل4-28- بازه اول قبل از اصلاح   93

شکل 4-29- بازه اول بعد از اولين اصلاح   94

شکل 4-30- بازه اول بعد از دومين اصلاح   94

شکل4-31- بازه اول بعد از سومين اصلاح   94

شکل 4-32- بازه اول بعد از چهارمين اصلاح   95

شکل 4-33- بازه اول بعد از پنجمين اصلاح   95

شکل 4-34- بازه دوم قبل از اصلاح   95

شکل 4-35- بازه دوم بعد از اولين اصلاح   96

شکل 4-36- بازه دوم بعد از دومين اصلاح   96

شکل 4-37- بازه دوم بعد از سومين اصلاح   96

شکل 4-38- بازه سوم قبل از اصلاح   97

شکل 4-39 بازه سوم بعد از اولين اصلاح   97

شکل 4-40- بازه سوم بعد از دومين اصلاح   98

شکل 4-41- بازه سوم بعد از سومين اصلاح   98

شکل 4-42- بازه سوم بعد از چهارمين اصلاح   99

شکل 4-43- بازه سوم بعد از پنجمين اصلاح   99

شکل 5-4-نمودار خسارت نسبت به دوره بازگشت   103

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo