بررسي تأثير بندهاي اصلاحي بر هيدروگراف سيلاب در يك حوزه آبخيز فاقد آمار (مطالعه موردي: كندر عبدالرضا، استان فارس)

مقدمه سيل يكي از مخاطرات محيطي است كه عامل بسياري از آسيب‌هاي تكرارشونده به منابع آب و خاك در مناطق مختلف ايران و سراسر جهان است. در اين راستا، بندهاي اصلاحي به عنوان عمليات مكانيكي در بسياري از حوزه‌هاي آبخيز كشور براي كنترل دبي اوج و جلوگيري از فرسايش خاك احداث شده‌اند. بنابراين ارزيابي نقش عمليات مكانيكي آبخيزداري در كنترل سيلاب در سطح حوزه‌هاي‌ آبخيز امري ضروري است. بر اين اساس، هدف پژوهش حاضر بررسي تأثير احداث سه سازه، با ارتفاع سرريز 9، 6 و 8 متر، بر ويژگي‌هاي سيلاب در حوزه آبخيز كندر عبدالرضا واقع در استان فارس است. به عبارت ديگر، اين مطالعه بررسي مي‌كند كه آيا ساخت اين سه سازه متوالي، هدف عمليات يعني كنترل سيلاب از طريق كاهش قابل توجه دبي اوج و حجم سيل در منطقه را برآورده مي‌كند يا خير. بنابراين مهمترين متغيرها در اين پژوهش، حجم سيلاب و حجم مخازن پيشنهادي براي كنترل سيلاب است. مقدار حجم سيل از هيدروگراف سيل استخراج مي‌شود و حجم مخازن با استفاده از نقشه توپوگرافي (منحني ميزان) و منحني‌هاي حجم-ارتفاع به دست مي‌آيد. بديهي است كه اگر حجم مخزن بيشتر از حجم سيلاب باشد، تمامي سيلاب توسط مخزن سازه مستهلك مي‌شود و رواناب از سرريز سازه عبور نمي‌كند. مواد و روش‌ها در اين مطالعه به منظور شبيه‌سازي فرآيند بارش رواناب و اثر مخزن هر يك از سه سازه متوالي پيشنهادي بر مشخصات سيلاب از مدل  HEC-HMS استفاده شد. حوزه آبخيز كندر عبدالرضا در حدود 27 كيلومتري جنوب شرقي شهر لامِرد استان فارس قرار دارد و بر اساس تقسيم‌بندي حوزه‌هاي آبخيز كشوري، جزء حوضه كُل- مهران (بخشي از حوضه درجه يك خليج فارس و درياي عمان) محسوب مي‌شود. در اين راستا، پس از تهيه اطلاعات پايه مورد نياز (از جمله مشخصات مربوط به توپوگرافي، بارندگي، گروه هيدرولوژيك خاك، كاربري اراضي و سازه‌هاي طراحي‌شده)، دبي اوج و حجم سيلاب در دوره بازگشت‌هاي مختلف با استفاده از مدل HEC-HMS برآورد شد. جهت محاسبه شدت رگبارها نيز از روش قهرمان ـ آبخضر استفاده شد. ويژگي‌هاي سيل در پايين‌دست در غياب سه سازه پيشنهادي (دو بند اصلاحي سنگ‌وملاتي و يك بند خاكي) بررسي شد و در گام بعدي، تأثير مخازن اين سازه‌ها روي هيدروگراف سيلاب مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. از آنجايي كه سازه‌هاي پيشنهادي در بالادست منطقه مسكوني و بزرگراه واقع شده‌اند، مبناي طراحي سازه‌ها براساس دبي سيل با دوره بازگشت 100 ساله بوده است. در نهايت با استفاده از نتايج به‌دست‌آمده، ميزان درصد كاهش دبي اوج سيل تحت تأثير احداث هر كدام از بندها (مخازن) تعيين و مقايسه شد. نتايج و بحث براساس نتايج روش هيدروگراف واحد SCS در حوزه كندرعبدالرضا، ميزان دبي اوج سيل در دوره بازگشت‌هاي 2، 5، 10، 25، 50 و 100 سال به‌ترتيب برابر با 7، 32، 46، 72، 91 و 116 مترمكعب بر ثانيه بوده است. به طوري كه زمان پايه هيدروگراف از 5/6 ساعت در دوره بازگشت 2 ساله تا نزديك 9 ساعت در دوره بازگشت 100 ساله متغير است. همچنين حجم رواناب از 73 مترمكعب در دوره بازگشت 2 ساله تا 1053 مترمكعب در دوره بازگشت 100 ساله متغير بوده است. نتايج نشان داد درصورت احداث سه سازه‌ پيشنهادي با مجموع حجم مخزن معادل 614367 مترمكعب، دبي اوج سيل با دوره بازگشت 100 سال از 116 مترمكعب بر ثانيه به 32 مترمكعب بر ثانيه كاهش مي‌يابد. به علاوه، نتايج شبيه‌سازي فرآيند بارش-رواناب در حوضه مورد مطالعه نشان داد كه دبي اوج و حجم سيلاب پس از انجام عمليات سازه‌اي پيشنهادي در دوره بازگشت 50 ساله به ترتيب 84 و 73 درصد و براي دوره بازگشت 100 ساله به ترتيب 72 و 57 درصد كاهش خواهد داشت. بنابراين با توجه به نتايج شبيه‌سازي اثر سه سازه طراحي شده، مي‌توان ادعا نمود كه سازه‌هاي پيشنهادي براي حوضه مورد مطالعه، قابليت تعديل و مهار سيلاب‌ها را خواهند داشت. نتيجه‌گيري اجراي عمليات سازه‌اي پيشنهادي براي حوزه آبخيز كندر عبدالرضا شامل دو بند اصلاحي سنگ‌وملاتي و يك بند خاكي علاوه بر كاهش دبي اوج  و حجم جريان‌هاي سيلابي مي‌تواند به تثبيت پروفيل طولي آبراهه‌ها -كه در واقع مهمترين اثر اجراي بندهاي اصلاحي است- و در نتيجه آن منجر به كاهش فرسايش خاك و توليد رسوب شود. در دوره بازگشت‌هاي مختلف (2، 5، 10، 25، 50 و 100 سال)، سه بند اصلاحي پيشنهادي از ظرفيت لازم براي ذخيره‌سازي رواناب و كاهش دبي اوج سيل در حوزه آبخيز مورد مطالعه برخوردارند، اما با افزايش دوره بازگشت، اثر اين بندها (مخازن) در مهار سيلاب و كاهش دبي اوج كاهش مي‌يابد. ضمن اينكه تأثير سامانه سازه‌هاي متوالي پيشنهادي بر كاهش دبي اوج بيشتر از تأثير اين سازه‌ها بر كاهش حجم سيلاب است. به طور كلي، به منظور بالا بردن اثربخشي طرح‌هاي مطالعات آبخيزداري پيشنهاد مي‌شود بررسي تاثير احداث سازه‌ها بر مشخصات جريان‌هاي سيلابي در شرح خدمات اين طرح‌ها گنجانده شود تا تصميم براي انجام يا عدم انجام عمليات سازه‌اي در هر حوضه يا زيرحوضه براساس نتايج شبيه‌سازي و با اطلاعات دقيق‌تري گرفته شود. در ضمن پيشنهاد مي‌شود به منظور ارزيابي بهتر اقدامات سازه‌اي پيشنهادي براي كنترل سيل، نصب ايستگاه‌هاي هيدرومتري ثبات در حوزه‌هاي آبخيز فاقد آمار كه مستعد توليد سيل هستند، در اولويت قرار بگيرد.