مقاله پژوهشی

 مديريت و كنترل سيلاب با بهينه سازي كاربري اراضي در حوضه هاي آبخيز

پديده سيل يكي از رويدادهاي حدي هيدرواقليمي و از جدي ترين بلاياي طبيعي است كه جوامع بشري را مورد تهديد قرار مي دهد . فراواني وقوع سيل در چند دهه اخيرباعث شده كه اكثر مناطق كشور در معرض تهاجم سيلابهاي ادواري و مخرب قرار گيرد و تلفات جاني و مالي سيل بنحو چشمگيري افزايش يابد. در بحث هاي كارشناسي يكي از علل افزايش سيل كاهش نزولات جوي جامد و يا تغيير نزولات جامد به مايع در اثر تغييرات اقليمي عنوان مي شود ، اما افزايش جمعيت همراه با ضعف برنامه ريزي براي بهره برداري از زمين، تخريب جنگلها و مراتع ، توسعه سطوح غير قابل نفوذ سبب شده تا در حوضه هاي آبخيز، آب كمتري به زمين نفوذ كرده و سريعتر بطرف پايين دست جريان پيدا كند. در نتيجه سيل ها فراوانتر، شديدتر و ناگهاني تر شده و مردم بيشتري از سيل هاي شديدتري آسيب مي بينند. گرچه وقوع سيلابها رابطه تنگاتنگي با بارندگي دارند اما از آنجا كه در حال حاضر براي جلوگيري و يا كاهش بروز سيل نمي توان در عوامل و عناصر جوي تغييري ايجاد نمود لذا بايد در جستجوي روشهايي بود كه با مديريت آنها بتوان تا حدي شدت و فراواني سيل را كاهش داد. بدين منظور با استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) خصوصيات فيزيكي حوضه مورد مطالعه (حوضه دماوند) و  كاربريهاي مختلف حوضه با استفاده از نقشه تهيه شده از تصاوير ماهواره اي لندست TM (1988) در محيط ILWIS تهيه گرديد. هيتوگراف بارش طراحي و عوامل حوضه اي مورد نظر به مدل هيدرولوژيكي HMS.HEC وارد گرديد و هيدروگراف سيلاب حوضه با استفاده از روش SCS بصورت پكپارچه (Lumped ) بدست آمد. سپس انواع كاربريهاي حوضه هر يك به تفكيك در محيط GIS براي شرايط مختلف هيدرولوژيكي تغيير داده شد و پس از ورود به مدل HMS و اجراي آن، اثر اين تغيييرات در دبي خروجي حوضه محاسبه گرديد. نتايج نشان داد در ساده ترين حالت ممكن و بدون صرف هيچگونه عمليات مكانيكي چنانچه در فصل بارش اراضي زراعي كه حدود  ¼  سطح حوضه را در بر مي گيرد، بصورت آيش نباشد دبي سيل خروجي از 404 مترمكعب بر ثانيه به 295 متر مكعب بر ثانيه تقليل پيدا مي كند. در بهترين حالت ممكن براي حوضه  دبي خروجي به 34 متر مكعب بر ثانيه تقليل پيدا كرد. 

مقاله پژوهشی

نقش رونديابي رودخانه در شناسايي و تفكيك مناطق سيل خيز در حوضه هاي آبخيز

چكيده :

روند رو به افزايش سيل در سال هاي اخير حاكي از ان است كه اكثر مناطق كشور در معرض تهاجم سيلابهاي ادواري ومخرب قرار دارند از اين نظر بسياري از شهر ها ،روستاها ،تاسيسات صنعتي و كشاورزي واماكن مسكوني در معرض خطر سيل گيري قرار گرفته اند . لذا شناسايي اصولي مناطق خطر ساز وسيل خيز در داخل حوضه ابخيز از جمله مقدمات بسيار مهم در كنترل سيل و كاهش خسارات ناشي از ان محسوب مي گردد. در مطالعاتي كه تا كنون براي شناسايي مناطق سيل خيز در داخل يك حوضه ابخيز انجام گرفته است ،معمولا دبي اوج زير حوضه ها در مقايسه با هم (فقط در محل زير حوضه )بدون توجه به اثر روند يابي سيل از محل خروجي زير حوضه تا خرو جي كل حوضه ويا نحوه مشاركت ان زير حوضه در سيل خروجي كل حوضه مد نظر بوده است .در اين مقاله نقش روند يابي سيل در تفكيك وشناسايي مناطق سيل خيز پس از روند يابي دبي زير حوضه ها در ابراهه هاي اصلي تاخروجي كل حوضه بررسي شده است .بدين منظور حوضه مورد نظر به 7زير حوضه تقسيم گرديد وخصوصيات فيزيكي كل حوضه و زير حوضه ها با استفا ده از سيستم اطلاعات جغرافيايي(GIS) در فرمت رقومي تعيين شد .سپس با بهره گيري از مدل هيد رولوژيكي HMS و كاربرد روش ابداعي تكرار حذف انفرادي زيرحوضه (Successive single subwatershed elimination)هيروگراف هاي سيل متناظر با بارش هاي طراحي براي هر يك از زير حوضه ها محاسبه شد .با حذف متوالي زير حوضه ها در هر بار اجراي مدل ، دبي خروجي كل حوضه پس از روند يابي سيل در ابراهه هاي اصلي بدون زير حوضه مورد نظر محاسبه گرديد ،بدين ترتيب ميزان تاثير هر يك از زير حوضه ها در توليد سيل خرو جي بدست امد زير حوضه اي كه بيشترين سهم مشاركت را در تو ليد سيل خروجي حوضه به عهده داشت ،به عنوان سيل خيز ترين زير حوضه شناسايي شد .سپس ساير زير حوضه ها به ترتيب ميزان كمي مشاركت انها در سيل خروجي اولويت بندي گرديدند .روند يابي سيل در ابراهه ها نشان داد كه ميزان مشاركت زير حوضه ها در سيل خروجي متناسب با دبي اوج زير حوضه ها نبوده ولزوما زير حوضه هايي كه دبي بيشتري دارند ،بيشترين مشاركت را در سيل خروجي حوضه ندارند ،زيرا عوامل روند يابي ابراهه ها وموقعيت مكاني زير حوضه ها مي توانند باعث تغيير در نحوه مشاركت گردند. جهت حذف اثر مساحت در اولويت بندي زير حوضه ها ،ميزان تاثير هر واحد سطح زير حوضه در سيل خروجي نيز محاسبه گرديد ،كه از اين نظر اولويت بندي سيل خيزي زير حوضه ها تغيير يافت .

واژه هاي كليدي :كنترل سيل ،پتانسيل توليد سيل ،روند يابي سيل ،زير حوضه ،GIS،مدل HMS،حوضه دماوند . 

ادامه نوشته

علت وجودی بیابانها در روی کره زمین

 

شكل 1: مناطق خشك كره زمين و كمربند پرفشار جنب حاره را نشان مي دهد

 

علت اصلي پيدايش بيابانها در روي كره زمين به دليل عمل نكردن دو عامل اصلي ايجاد بارش يعني هواي مرطوب و عامل صعود هواست. وجود مراكز پرفشار اطراف مدارهاي راس السرطان و راس الجدي حوالي عرض هاي 40-20 درجه دو طرف خط استوا كه به آن مراكز پرفشار جنب حاره نيز گفته مي شود علاوه بر اينكه مانع صعود هوا مي شود، محل نشست هوا است. بنابراين در چنين مناطقي اگر چه در برخي مناطق رطوبت كافي وجود دارد ولي به دليل نبودن مكانيسم صعود هوا بارندگي بسيار كم و در نتيجه بيابانها ايجاد شده اند. علاوه بر بيابانهاي فوق، بيابانهاي سرد قطبي نيز وجود دارند كه حاصل تسلط پرفشارهاي عظيم و يكپارچه قطبي مي باشد شكل ۱ و ۲  اين مناطق را در روي كره زمين نشان مي دهد.

شكل2: مناطق بياباني كره زمين را نشان مي دهد.

از جنبه های دیرینه اقلیمی بیابانها به دو نوع منطقه ای و غیر منطقه ای تقسیم می شوند[1]. وجود بیابانهای منطقه ای بسته به موقعیت آنها نسبت به پدیده های هواشناسی و در مقیاس جهانی سنجيده مي شود ( منطقه فشار زیاد و فشارهای جنب مداری). شکل ۳.

شكل3: محدوده رنگ روشن مناطق بياباني را در اطراف عرض 30 درجه در نيمكره شمالي (منطقه پر فشار جنب حاره ) نشان مي دهد. همانطور كه در شكل ديده مي شود قسمت اعظم گستره ايران در اين ناحيه قرار دارد.

 

ولی وجود بیابانها غیر منطقه ای نتیجه موقعیت جغرافیایی خاصي است که در حرکت جوی در مقیاس جهانی اختلال ایجاد می کنند. مانند بیابانهایی که در پناه و پشت رشته کوهها واقع شده اند( غرب ایالات متحده آمریکا- آسیای مرکزی و دشت کویر ایران) (شکل ۴) يا در وضعیتی هستند که بادهای مرطوب بزحمت به آنها می رسد(جنوب غربی ماداسگار- شمال غربی برزیل و بیابان تار در هند) و یا بیابانهای اقیانوسی که تحت تاثیر یک جریان سرد می باشند(غرب آمریکای مرکزی) (شکل۵) . بيابانهاي منطقه اي به تغييرات بيلان حرارتي زمين كه قبل از هر چيز از تشعشع خورشيد نتيجه مي شود، فوق العاده حساس مي باشند. بيابانهاي غيرمنطقه اي به اين تغييرات حساسيت كمتري دارند، زيرا شرايط جغرافيايي ناحيه اي بر آنها غلبه دارد و اين شرايط نيز كمتر تحت تاثير پديده هاي كيهاني مي باشند و فقط به طور مستقيم آنها را تحت تاثير قرار مي دهند.

شكل4: بيابانهاي بادپناهي را نشان مي دهد. همانگونه كه از شكل پيداست هنگام صعود هوا از كوهستان توده هواي مرطوب در دامنه بادگير كوهستان رطوبت خود را از دست مي دهد و به صورت هوايي خشك و گرم در دامنه بادپناه سرازير مي شود و بيابانهاي بادپناهي را بوجود مي آورد. دشت کویر در ایران نمونه ای از این گونه بیابان ها است

 

 

 

شكل 5 بيابانهاي ساحلي را نشان مي دهد. اين بيابانها معمولا در اثر جريانهاي سرد ساحلي (سواحل شمالي اقيانوس اطلس) و يا سواحلي كه دور از كوهستان و ناهمواريهاي سطح زمين قرار گرفته اند تشكيل مي شود (سواحل درياي عمان و قسمتهاي شرقي اقيانوس اطلس).

 

از جنبه سينوپتيكي نیز بیابانها به دو گروه تحت عنوان بيابانهاي ديناميكي و بادپناهي تقسيم مي شوند. در بيابانهاي ديناميكي نزول هوا در زير مركز پر فشار جنب حاره درطول سال مانع صعود هر گونه هوايي مي شود. حتي درتابستان كه براثر تابش شديد خورشيد هواي مجاور زمين بسيار گرم و نا پايدار مي شود وجود جريان نزولي در طبقات بالاي آتمسفر مانع صعود هوا و در نتيجه مانع تشكيل ابر و باران مي شود. بنا براين عامل اصلي خشكي،  نبودن مكانيسم صعود است. بهمين دليل اين نواحي را بيابان ديناميكي مينامند. اما بيابانهاي باد پناهي بيابانهايي هستند كه در پناه ارتفاعات و كوهستانهاي بزرگ قرارگرفته اند. تفاوت ظاهري بيابانهاي بادپناهي و بيابانهاي ديناميك جنب حاره اي در پايين بودن دماي آنهاست. اين گونه بيابانها جزئي از قلمرو بيابان هاي سرد يا نيمه بياباني سرد محسوب مي شوند. بيابانهاي باد پناه و ديناميك درداخل قاره ها به هم ملحق مي شوند . مثلا در ايران دشت كوير بيابان بادپناهي است در حاليكه دشت لوت بيابان ديناميكي محسوب مي شود[۲]

---

 1.       [1] - تریکار، ژان، ناهمواری های مناطق خشک، ترجمه دکتر مهدی صدیقی- محسن پور کرمانی (1369) انتشارات آستان قدس رضوی.

 [۲]- عليجاني بهلول و كاوياني محمدرضا، 1372 . مباني آب و هواشناسيانتشارات سمت(چاپ دوم)