رويكردي براي ارزيابي خطر آب‌گرفتگي در سيستم‌هاي شهري با مدل مديريت سيلاب

Approach for appraising spate risks in urban drainage systems using stormwater management model

آب‌گرفتگي شهري يك چالش جدي است كه به‌طور فزاينده‌اي ساكنين بسياري از شهرها و همچنين سياست‌گذاران با آن مواجه هستند. از اين‌رو، ارزيابي آب‌گرفتگي به مساله بسيار مهمي در سراسر جهان تبديل شده است. اين ارزيابي جامع شامل شاخص‌هاي متعددي در حوضه‌هاي شهري مي‌شود، اما بعدهاي زياد و رابطه غيرخطي بين شاخص‌ها و خطر آب‌گرفتگي، يك چالش بزرگ براي ارزيابي دقيق مي‌باشد. در اين پژوهش، يك رويكرد براي ارزيابي كمي و كيفي خطر آب‌گرفتگي در سيستم‌هاي زهكشي شهري بخشي از غرب شهر كرمان بر اساس مدل SWMM، روش پيگيري پروژه، روش كريجينگ معمولي و خوشه‌بندي K-means به‌كار گرفته شد. خطر آب‌گرفتگي در سيستم زهكشي منطقه مورد مطالعه، تحت سناريوهاي مختلف بارش ارزيابي و پارامترهاي مورد نياز مدل با استفاده از نقشه كاربري اراضي، DEM منطقه و بازديدهاي ميداني محاسبه شد. براي واسنجي و ارزيابي مدل، رواناب متناظر در سه نقطه مشاهداتي مختلف اندازه‌گيري شد و با رواناب شبيه‌سازي شده به‌وسيله مدل مقايسه شد. نتايج نشان مي‌دهد كه روش پيشنهادي، مي‌تواند عوامل محركه اصلي مدت زمان سيلاب، بزرگ‌ترين جريان آب و ميزان سيلاب كلي در منطقه مورد بررسي را شناسايي كند. همچنين، خطر آب‌گرفتگي هر گره مورد تجزيه و تحليل كمي قرار گرفت، به‌طوري ‌كه به‌ترتيب سه، 10، 13، 23، 30 و 33 گره در دوره بازگشت‌هاي دو، پنج، 10، 25، 50 و 100 سال در معرض خطر آب‌گرفتگي قرار داشتند. اين پژوهش، يك رويكرد جديد و موفق براي ارزيابي خطر آب‌گرفتگي در سيستم‌هاي زهكشي شهري پيشنهاد مي‌كند و رهنمود‌هايي را براي بهبود سيستم‌هاي زهكشي شهري و آمادگي براي مقابله با آب‌گرفتگي ارائه مي‌دهد.

Urban inundation is a serious challenge that increasingly face the residents of many cities, as well as policymakers. Accordingly, inundation assessment is becoming increasingly momentous around the world. This comprehensive evaluation involves numerous indices in urban catchments, but the high-dimensional and non-linear relationship between the indices and the risk presents a tremendous challenge for accurate evaluation. In this study a project based on Stormwater Management Model (SWMM), Kriging and k-means clustering was used for quantitative and qualitative flooding risk assessment in urban drainage system over the western part of Kerman city. Flooding risk in the drainage system over the study area was evaluated by various precipitation scenarios and required parameters were calculated by land use map, DEM and field study. For calibration and assessment of model, calculated runoff in 3 point was measured and was compared with simulated runoff.Results show that,the proposed approach can identify the main driving factors, i.e., inundation duration, largest water flow and total flood amount in this study area. The inundation risk of each node can be qualitatively analyzed and quantitatively calculated. There are 3, 10, 13, 23, 30, and 33 node at risk under the return periods of 1-year, 5-years, 10-years, 20-years, 50-years and 100-years, respectively. This study proposes a novel and successful approach to assessing risk in urban drainage systems and provides guidance for improving urban drainage systems and inundation preparedness.