اثر توسعه شهري بر توليد رواناب با استفاده از مدل SWMM، مطالعه موردي: شهرستان ايذه، استان خوزستان

Effect of urban development on runoff generation by SWMM, case study: Khuzestan Province, Izeh

سامانه‌هاي جمع­آوري و كنترل آب­هاي سطحي ناشي از بارندگي از اجزاء مهم برنامه­ريزي و عمران مناطق شهري هستند و هر گونه سهل­انگاري در طراحي صحيح آن‌ها مي­تواند براي جوامع شهري مشكل­آفرين باشد. لذا به‌منظور پيش­بيني عملكرد هيدروليكي از كل سامانه، نياز به استفاده از روش­هاي محاسباتي پيشرفته و مدل‌سازي­هاي جديد و كارآمدتر وجود دارد. كاهش پيامدهاي زيان­بار ناشي از سيلاب­هاي شهري معمولاً با برآورد دقيق رواناب شهري و انتخاب روش مناسب كنترل آن محقق مي­شود، به اين منظور، لازم است ميزان رواناب شهري به ‌درستي برآورد شود. بر اين اساس، محققين در سال­هاي اخير به مدل­سازي روي آورده­اند. از جمله مدل­هاي پر كاربرد در مديريت رواناب مدل SWMM ابزاري قدرتمند براي محاسبات زهكشي شهري و مديريت رواناب مي­باشد. هدف از تحقيق حاضر، ارزيابي كارايي مدل بارش-رواناب SWMM در شبيه­سازي رواناب سطحي در حوضه شهر ايذه مي­باشد. براي مشخص كردن بارندگي طرح، زمان تمركز حوضه محاسبه و تداوم رگبار طرح برابر زمان تمركز حوضه در نظر گرفته شد. همچنين، از سه معيار NAS، BIAS و RMSE براي بررسي صحت واسنجي و اعتبارسنجي مدل استفاده شد. در نهايت پس از تأييد مدل، نقاط حساس به آب­گرفتگي با دوره بازگشت­هاي دو، پنج، 10، 20، 50 و 100 ساله تعيين شد. نتايج نشان داد، علت آب‌گرفتگي در بعضي از نقاط به‌دليل نبود ظرفيت كافي آبگذرها است، در حالي‌كه در ساير نقاط با وجود ظرفيت كافي براي عبور رواناب، آب‌گرفتگي مشاهده مي­شود كه دليل آن مربوط به احداث پل­هاي نامناسب در مسير كانال­ها كه سبب كاهش ابعاد آبگذر و آشغال گرفتگي در محل گره­ها است. براي واسنجي و ارزيابي مدل­‌ها از سه واقعه بارندگي در تاريخ­هاي 23/12/1395، 08/01/1396 و 17/01/1396 استفاده شد. نتايج ارزيابي مدل ­SWMM نشان داد، انطباق خوبي بين دبي شبيه­سازي شده و مشاهده­اي وجود دارد. بنابراين، مي­توان از اين مدل­ها براي پيش‌بيني خطر آب‌گرفتگي، طراحي و برآورد مقدار و هزينه زهكشي، مديريت حوضه­هاي شهري و اولويت­بندي مناطق براي رفع مشكل آب‌گرفتگي استفاده كرد.

Water harvesting and surface runoff control systems are the important components of urban planning and development and ignoring these issues is likely to raise crisis. In order to decrease the urban flood damages, the urban runoff is needed to be evaluated correctly. Today some of models are developed for urban runoff simulation. One of the most important models in evaluating and management of urban runoff is SWMM. The aim of this study is to evaluate SWMM efficiency on urban runoff simulation in Izeh urban basin. To define design rain, concentration time was computed while considering the duration of the cloudburst as equal to this time. Also three performance indexes of Nash-Sutklif, errors sum of squares and Bias were used in order to model calibration and validation. Moreover, areas of high susceptibility were determined for two, five, 10, 20 and 50 years of return periods. Later, it was found that the principle reason of inundation is the lack of sufficient capacity of water ways. In some points, even with sufficient capacity, inundation occurs, confirmed by model. In these cases the causes stem from the improper design and construction of bridges which has lessen the size of water ways and caused junk clogging. Three rainfall events were recorded on March 13, 2017, March 28, 2017 and April 6, 2017 which were considered in order to calibrate and evaluate the model performance. Along with that, the discharge, depth and velocity of water at the outlet were considered as well. The results of the SWMM application gave indication of a good matchup between discharge, depth and the velocity of runoff for observed and estimated data. In this case, this model could be utilized to well predict the inundation hazard, design and the estimation of the cost and volume of drainage systems, management of watershed and prioritization of region to address flooding issues.