پديد آورندگان :
زكي‌پور, مينا دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي - دانشكدة مهندسي ژئودزي و ژئوماتيك , طالعي, محمد دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي - دانشكدة مهندسي ژئودزي و ژئوماتيك , جوادي، قاسم دانشگاه بجنورد - دانشكدة فني و مهندسي
كليدواژه :
روش آنتروپي , روش TOPSIS , تصميم‌گيري چندمعياره , انعطاف‌پذيري , مديريت ريسك سيلاب
چكيده فارسي :
سيلاب يكي از شايع‌ترين و مخرب‌ترين وقايع طبيعي در جهان است. بشر همواره، به‌دنبال جلوگيري از وقوع سيلاب، از روش‌هايي مانند احداث خاكريزها استفاده كرده است كه در زمرة روش‌هاي مبتني‌بر رويكرد مقاومتي‌اند. با اينكه زمان و مكان وقوع سيل، دبي طراحي، مقاومت سازه‌ها، رفتار فيزيكي رودخانه و چنين مواردي داراي قطعيت نيست؛ راهكارهاي مقاومتي روش مناسبي براي مقابله با سيل محسوب نمي‌شوند. براي نمونه، درصورت رخداد سيلي با دبي بيشتر از دبي طراحي خاكريز، نه تنها سيل باعث نابودي سازة خاكريز مي‌شود بلكه آبگرفتگي، خسارات مالي و تلفات جاني پيش‌بيني‌نشده‌اي به‌بار خواهد آمد. در رويكرد انعطاف‌پذير با استفاده از برنامه‌ريزي مكاني و طرح‌هاي سازه‌اي و غيرسازهاي، آمادگي لازم فراهم مي‌شود تا سيستم سيل‌ديده به شرايط پايدار بازگردد. هدف تحقيق حاضر بررسي قابليت‌هاي رويكرد انعطاف‌پذير در مسئلة مديريت ريسك سيلاب و مقايسة نتايج آن با رويكرد مقاومتي است. براي تحقق اين هدف، از تلفيق سيستم اطلاعات مكاني و دانش مهندسي و مديريت سيل استفاده شده است. مطالعة موردي روي محدوده‌اي از رودخانة قزل‌اوزن، واقع در حوضة ماه‌نشان، انجام شده كه پي‌درپي شاهد سيلاب بوده و راهكارهاي مقاومتي، براي جلوگيري از وقوع سيل، كارساز نبوده‌اند. به اين منظور، راهبردهاي گوناگون مديريتي شامل راهبردهاي مقاومتي (احداث خاكريز)، انعطاف‌پذير سازه‌اي (كشت ديم) و غيرسازهاي (هشدار سيل و بيمة سيل) مطرح شده‌اند. براي برآورد عملكرد مناسب هر راهبرد، مقادير شاخص‌هاي انعطاف‌پذيري شامل دامنة عكس‌العمل، تدريج و نرخ بازيابي، براي سيلاب‌هايي با دوره‌هاي بازگشت 25، 50 و 100 ساله، محاسبه شده‌اند. به‌منظور پهنه‌بندي سيلاب و بررسي راهبردهاي پيشنهادي، سه دسته اطلاعات شامل شرايط هندسي، شرايط اوليه و شرايط مرزي يا حدي مورد نياز است. شرايط هندسي ازجمله شيب مسير رودخانه، شكل مقاطع، محل و ارتفاع خاكريزها با استفاده از نقشة رقوم ارتفاعي، ازطريق الحاقي HEC GeoRAS در محيط ArcGIS، به‌دست آمده است. شرايط اوليه و شرايط مرزي جزء اطلاعات ورودي مدل هيدروليكي است كه از آبخيزداري حوضة مورد مطالعه دريافت شده است. براي مدل‌سازي هيدروليكي، نرم‌افزارHEC RAS به‌كار رفته است. پس از مدل‌سازي هيدروليكي براي محاسبة شاخص‌هاي انعطاف‌پذيري، نتايج حاصل از پهنه‌بندي سيلاب در مدل هيدروليكي با لايه‌هاي اطلاعاتي مربوط به مناطق مسكوني، راه‌هاي ارتباطي، سازه‌هاي احداث‌شده و زمين‌هاي زراعي در محيط سيستم اطلاعات مكاني تلفيق شدند. درنهايت، پس از محاسبة شاخص‌هاي انعطاف‌پذيري به‌منزلة معيار مقايسة راهبردها، به‌منظور اولويت‌بندي آنها، از روش آنتروپي براي وزن‌دهي به معيارها (شاخص‌هاي انعطاف‌پذيري) و از روش TOPSIS براي اولويت‌بندي راهبردها استفاده شده است. مطابق نتايج، مشاهده شد كه راهبرد كشت ديم، هم‌زمان با هشدار سيل و بيمة سيل، راهكاري انعطاف‌پذير است كه، به‌منزلة بهترين استراتژي منتخب، بر روش‌هاي مقاومتي برتري دارد.
چكيده لاتين :
Flood is one of the most common and destructive natural events in the world. Conventional methods which aim to prevent floods, mostly are based on resistance approaches. Considering uncertainties about time and location of flood occurrence and design variables such as discharge, structure resistance and physical characteristics of a basin, resistance methods are not suitable solutions. However, resistance methods for preventing from the flood are effective on lower discharges, they may become less effective or ineffective in extreme-case emergencies. As an example, levees are only effective when flood waters remain below their design capacity. Therefore, in order to manage and reduce human casualties and financial losses, more suitable solutions based on resilience are introduced. Flood resilience is interpreted as the capacity to tolerate flooding to avoid disaster when undergoing- not preventing- flooding, or when physical damage and socioeconomic disruption still occur, the capacity to reorganize and recover quickly. Recovery is defined as assisting of communities affected by flood waters to achieve a proper and effective level of functioning. Resilience approach in water resources management plays an important role in flood risk management. In this study, several strategies of flood risk management with an emphasis on the concept of resilience have been evaluated. A case study was carried out on the Ghezel Ozan river, located in the Mahneshan basin. In order to model the flood, the data related to the topographic conditions of the river are adapted using the HEC GeoRAS extension in the ArcGIS. Then, the flood characteristics in the 25, 50, and 100-year return periods are estimated by the HEC RAS model. Flood flow modeling has been carried out based on eight different management strategies including resistance and resilience strategies based on structural and non-structural approaches. The comparison of these strategies is based on the values of resilient indicators including the amplitude, graduality and recovery rate. Indicators for the amplitude are the expected annual damage (EAD) and the expected annual number of casualties (EANC). The graduality is measured by comparing the relative increase of discharge in a river by the corresponding relative increase of damage. Recovery rate is a function of social, economic and physical condition. In this research, in order to quantify the recovery rate, it is presented as a function of evaporation, transpiration and water penetration into the soil. Finally, after calculating the resilience indicators for each scenario, in order to prioritize the scenarios, the entropy method is used for weighting and TOPSIS is utilized to prioritize the scenarios. According to the results, it has been observed that resilience based methods are preferred to resistance methods and dry farming with flood warning and flood insurance has been determined as the best strategy.
