ارزيابي تأثير تغيير كاربري اراضي بستر رودخانه‌ها بر ميزان و شدت سيل (مطالعه‌ي موردي: رودخانه‌ي ارداك)

Evaluation of the impact of river bed land use change on amount and severity of floods (Case Study: Ardak River)

در سال‌هاي اخير تصرف روزافزون بستر و حريم رودخانه‌ها و تغيير كاربري آن‌ها نه‌تنها تهديدي براي دسترسي به آب سالم محسوب مي‌شود، بلكه باعث شده است كه با وجود تداوم دوره‌هاي خشك‌سالي، مخاطرات سيل افزايش يابد. مديريت منابع آب و بهره‌گيري از سيل و تبديل آن به يك موهبت الهي بدون شناخت و تحليل واكنش مؤلفه‌هاي هيدرولوژي به تغيير اقليم و دخالت‌هاي انساني ازجمله تغيير كاربري اراضي بستر و حريم رودخانهها ميسر نيست. اين پژوهش در سال 1396 در مشهد مقدس و در حوضه‌ي رودخانه ارداك انجام گرفت. براي ترسيم حوضه‌ي آبخيز و استخراج پارامترهاي فيزيكي آن از تصاوير ماهوارهاي ASTER و نرم‌افزار HEC-GeoHMS استفاده شد. نقشه‌ي بستر موجود رودخانه و حاشيه‌ي آن تهيه و به‌عنوان يك ‌لايه‌ي جديد به نقشه‌ي كاربري اراضي حوضه اضافه شد. با هم‌پوشاني نقشه‌هاي كاربري اراضي و گروه هيدرولوژيكي خاك حوضه‌ در محيط GIS، نقشه‌ي CN حوضه‌ي آبخيز و متوسط CN هر زيرحوضه محاسبه گرديد. پس از ورود اطلاعات به مدلHEC-HMS ، مدل اجرا و سيلاب با دوره‌ي بازگشت‌هاي مختلف شبيه‌سازي شد. نقشه‌هاي كاربري اراضي و گروه هيدرولوژيكي خاك براي شرايط تغيير كاربري بستر رودخانه اصلاح و نقشه‌ي جديد CN و سپس متوسطCN هر زيرحوضه‌ تعيين و به مدل معرفي شد. مدل HEC-HMS مجدد براي شرايطي كه CN متوسط زيرحوضه‌ها تغيير و ساير مشخصات آن‌ها ثابت مي‌مانند، اجرا گرديد. نتايج نشان داد كه با تغيير بستر رودخانه به كاربري باغي و زراعي، دبي حداكثر سيلاب و حجم رواناب كاهش مي‌يابد كه نرخ اين كاهش با افزايش دوره‌ي بازگشت سيلاب كم‌تر مي‌شود؛ به‌طوري‌كه براي سيلاب با دوره‌ي بازگشت 25 ساله در اثر تغيير كاربري اراضي بستر رودخانه، دبي حداكثر سيلاب و حجم رواناب به ترتيب 3/3 و 2/6 درصد كاهش را نشان مي‌دهد.

In recent years, the increasing possession and changing in land use of river bed not only have posed a threat to healthy water availability, but also have increased the risk of floods, as droughts continue. Managing water resources and converting flood water into a divine gift is impossible without understanding and analyzing the response of hydrological components to climate change and human interference, including changing in the land use of river bed. This study was performed in 2017 in Ardak River Basin, Mashhad. The ASTER satellite images and HEC-GeoHMS software were used to outline catchment boundaries and extract its physical parameters. The existing river bed map and its periphery were prepared and added as a new layer to the basin land-use map. By integrating land-use maps and soil hydrological groups of basin in GIS environment, the CN map of catchment area and average CN of each sub-basin were calculated. After entering data into HEC-HMS model, the model was run and flood was simulated with different return periods. Land use and soil hydrological group maps were reformed. Then the new CN map and the average CN of each sub-basin were determined and introduced to the model based on the changes in the land-use map. The HEC-HMS model was re-run for the conditions where the mean CN of the sub-basins changed and their other characteristics remain constant was ran. The results showed that by changing the riverbed land use to agriculture, the maximum flood discharge and runoff volume decreased while the decrease rate reduced with increasing flood return periods. As for floods with 25 year return period, due to changing land use of river bed, maximum flood discharge and runoff volume decreased by 3.3% and 2.6%, respectively.