برآورد ارتفاع رواناب جهت تحليل پتانسيل سيل خيزي حوزۀ آبخيز مشرف به شهر ملاير

مقدمه و هدف: همه‌ساله با نفوذ سامانه‌هاي بارشي و همچنين شرايط محلي كه بيشتر تحت تأثير فعاليت‌هاي غيراصولي بشر است، سيل خسارات زيادي به منابع طبيعي، سكونت‌گاه‌ها و پروژه ها وارد مي‌كند. گاهي در اثر سيلاب ايستگاه هاي هيدرومتري تخريب شده و يا اينكه حوزه آبخيز كوچك فاقد ايستگاه هيدرومتري مي‌باشند، درنتيجه برآورد رواناب و دبي‌هاي حداكثر سيلاب نيازمند روش مناسبي است تا در اين حوضه‌ها، مقادير رواناب و سيلاب محاسبه‌شده و از خسارات آن ها پيشگيري شود. پيشگيري از اين خسارات زماني اهميت دوچنداني دارد كه حوضه موردمطالعه مشرف‌ به مكان‌هايي با تراكم بالاي سكونتگاه و تأسيسات شهري باشد كه مي‌تواند جان بسياري از ساكنين را تهديد نمايد. در اين تحقيق حوزه آبخيز مشرف‌ به شهر ملاير به‌منظور برآورد ميزان رواناب در هريك از زير حوضه‌هاي آن موردبررسي قرار گرفت. مواد و روش‌ها: حوزه آبخيز مشرف به شهر ملاير با وسعت 14700 هكتار از شمال تا شمال شرقي شهر كشيده شده است. پردازش مدل رقومي ارتفاعي و بازديد هاي ميداني منجر به شناسايي 5 زير حوضه در منطقه مشرف‌ به شهر شد. براي برآورد ارتفاع رواناب و حجم سيلاب در هر زير حوضه از روش شماره منحني استفاده شد. شديدترين واقعه بارش به مقدار 88 ميلي متر در روز با در دوره بازگشت 30 سال به عنوان بارش طراحي و مقدار بارش پيشين در 5 روز قبل از اين واقعه با مقدار تجمعي 45/2 ميلي متر لحاظ شد. براي محاسبه پارامترهاي فيزيكي حوضه در اين مطالعه با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافيايي نقشه‌هاي توپوگرافي، زمين‌شناسي، پوشش گياهي، خاك و همچنين نقشه كاربري اراضي رقومي يا توليد شد. با به كارگيري تصاوير سنتينل-2 كه داراي 13 باند طيفي و توان تفكيك مكاني 10 متري است هم‌زماني نقشه‌هاي وضعيت كاربري اراضي و بارش طراحي تامين شد. سپس با استفاده از تلفيق لايه‌هاي گروه‌هاي هيدرولوژيكي خاك، كاربري اراضي و پوشش گياهي و با به‌كارگيري روش سرويس حفاظت خاك ايالات‌متحده، نقشه شماره منحني توليد شد. با توجه به مقدار بارندگي 5 روز قبل و قرار‌گيري حوضه در شرايط رطوبت پيشين مرطوب، مقدار شماره منحني براي حالت مرطوب تصحيح شد. مقادير شماره منحني با سه رويكرد شماره منحني وزني براي هر زير حوضه، ميانگين حسابي شماره منحني هر زير حوضه و رويكرد ارتفاع رواناب وزني براي هر شماره منحني در واحدهاي كاري، مورد مقايسه قرار گرفت. از روش كرپيچ براي محاسبه زمان تمركز هريك از زير حوضه‌ها استفاده شد. در مرحله بعد با استفاده از داده‌هاي بارش حداكثر روزانه ايستگاه ملاير در دوره آماري 1991 تا 2021 با استفاده از رابطه سرويس حفاظت خاك ايالات‌متحده مقادير ارتفاع بارش به ارتفاع رواناب تبديل شد سپس ميزان دبي اوج سيل براي هر زير حوضه محاسبه گرديد. يافته‌ها: فقر پوشش گياهي دائمي و وجود علفي‌هاي يك‌ساله از دلايل پتانسيل بالاي زير حوضه‌ها در توليد رواناب است. درنتيجه متوسط شماره منحني در روش هاي ميانگين حسابي و وزني به ترتيب 79/09 و 81/46 است كه نشان از توانايي بالاي حوضه در توليد رواناب است. تبديل مقادير شماره منحني به ارتفاع و دبي اوج سيل با استفاده از روش شماره منحني وزني و ميانگين حسابي و در نهايت مقايسه نتايج آن با رويكرد محاسبه ارتفاع رواناب وزني براي هر شماره منحني در واحدهاي كاريِ منطقه موردمطالعه اختلاف معني‌داري را نشان نداد و درنهايت نقشه‌هاي ارتفاع رواناب و دبي اوج سيل مربوط به هر زير حوضه ترسيم شد. زير حوضه شمالي حوضه با ميانگين ارتفاع رواناب 44/32 ميلي‌متر و دبي اوج 168 مترمكعب در ثانيه بيشترين مشاركت را در گسيل سيل به سمت شهر ملاير داراست و زير حوضه شماره 4 در بخش جنوب شرقي حوضه كمترين مشاركت را در توليد سيل دارد. همچنين در ارتباط بين مساحت و ارتفاع رواناب، نتايج نشان داد در هر سه روش محاسبۀ شماره منحني و ارتفاع رواناب لزوماً حوضه‌هايي كه مساحت بيشتري دارد بيشترين مشاركت در وقوع سيل را نداشته و عوامل ديگري نيز در اين نتايج نقش دارد كه مي‌توان گستردگي بيرون‌زدگي‌هاي سنگي و كاهش زمان تمركز به دليل شيب زياد را از دلايل اين مساله دانست. شكل‌گيري طولاني‌ترين آبراهه حوضه با 16314 متر طول در زير حوضه شماره سه كه پس از زير حوضه شماره دو بيشترين دبي اوج سيل را داراست از نكات فني موردبحثي است كه مي‌تواند تخليه سريع دبي اوجي حدود 100 مترمكعب در ثانيه را به عهده داشته باشد؛ اما بررسي شيب طوليِ حدود دو درصدي آن حاكي از خطر بالاي سيل گرفتگي ناشي از عدم تخليه در بارش‌هاي با دوره بازگشت بالا است كه به نوبه خود خطري جدي براي تهديدات ناشي از سيل در بخش جنوب شرقي شهر است. تلاقي بخش انتهايي آبراهه اصلي با خروجي ساير زير حوضه‌ها و تجميع رواناب زير حوضه‌هاي بالادست از مشكلات ديگري است كه خطر آب‌گرفتگي مناطق پايين‌دست را افزايش مي‌دهد. نتيجه‌گيري: استفاده از روش شماره منحني براي برآورد ميزان رواناب توليدشده در حوضه‌هاي مشرف‌به سكونتگاه ها كه عمدتاً فاقد ايستگاه هيدرومتري روش مناسبي است. حوزه آبخيز مشرف‌به شهر ملاير به دليل وجود مراتع كم تراكم و كشاورزي ديم پتانسيل بالايي در توليد رواناب دارد به همين دليل بايد اقدامات اساسي آبخيزداري براي جلوگيري از ايجاد رواناب و سيل در مواقع بارندگي صورت گيرد.