نشریه علمی هیدرولیک

نشریه علمی هیدرولیک

شبیه سازی دو بعدی سیلاب و بررسی تاثیر سازه های کنترلی بر خصوصیات هیدرولیکی جریان در حوضه دروازه قرآن شیراز با استفاده از داده های پهپاد و ماهواره

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جهرم
2 گروه مهندسی علوم آب دانشکده کشاورزی دانشگاه جهرم
3 گروه سنجش از دور، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
چکیده
در فروردین 1398 سیلی خسارت بار در حوضه دروازه قرآن شیراز اتفاق افتاد. جهت جلوگیری از تکرار این اتفاق، سازمان منابع طبیعی و آبخیزداری استان فارس شش سد تاخیری در منطقه احداث نمود. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر این سدها بر سناریوهای مختلف سیلاب در منطقه از طریق شبیه‌سازی هیدرولیکی است. در این مطالعه از مدل رقومی ارتفاعی ماهواره ALOS و برداشت پهپاد به عنوان ورودی به مدل عددی HEC-RAS جهت شبیه سازی دوبعدی استفاده گردید. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان داد که سازه‌های کنترل سیلاب در این منطقه اثرات قابل ملاحظه‌ای بر کنترل سیل در زمان‌های بارندگی شدید که منجر به جاری شدن سیل می‌شوند داشتند. در بخش دیگر مطالعه به مقایسه نتایج شبیه‌سازی هیدرولیکی که با مدل‌های رقومی ارتفاعی پهپاد و آلوس تهیه شده بودند پرداخته شد. نتایج نشان داد که در خروجی‌های مدل پهپاد سدهای کنترل سیلاب تا 47 درصد در کاهش دبی بیشینه موثر بودند و زمان اوج سیل تا 36 دقیقه به تاخیر افتاده است. در خروجی ماهواره آلوس مشاهده گردید سدهای کنترل سیلاب تا 15 درصد در کاهش دبی بیشینه موثر و زمان اوج سیل تا 18 دقیقه به تاخیر افتاده است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Absar Fars Consulting Engineers Company. (2019). Watershed studies of flood control and retarding dams in Darwaza Qur'an basin, Shiraz. (In Persian)
Adelpour, A. & Soufi, M. (2009). Hydraulic Investigation of the Khosar Flood Water Spreading Project to Determinethe Distance of Spreading Channels . Jwmseir, 3(7), 1-6. (In Persian)
AL-Hussein, A.A.M., Khan, S., Ncibi, K., Hamdi, N. & Hamed, Y. (2022). Flood Analysis Using HEC-RAS and HEC-HMS: A Case Study of Khazir River (Middle East—Northern Iraq). Water 202014, 3779, https://doi.org/10.3390/w14223779.
Annis, A., Nardi, F., Petroselli, A., Apollonio, C., Arcangeletti, E., Tauro, F., Belli, C., Bianconi, R. & Grimaldi, S. (2020). UAV-DEMs for Small-Scale Flood Hazard Mapping. Water 202012, 1717, https://doi.org/10.3390/w12061717.
Azizian, A. & Samadi, A. (2017). Two-dimensional simulation of floods in the HEC-RAS 5 numerical model environment, Parsia, Iran, 216p. (In Persian)
Azhideh, M., Aalami, M.T., Abbasi, H. & Malekani, L. (2023). The impacts of sediment transport on the width of Ajichai River flood zoning. Journal of Geography and Environmental Hazards, 12(1), 63-85. (In Persian)
Bulti, A.T. (2021). The influence of dam construction on the catchment hydrologic behavior and its effects on a discharge forecast in hydrological models. Water Resources Management, 35(6), 2023-2037.‏
Callow, J.N. & Smettem, K.R.J. (2009). The effect of farm dams and constructed banks on hydrologic connectivity and runoff estimation in agricultural landscapes. Environmental Modelling & Software, 24(8), 959-968.‏
Escobar Villanueva, J.R., Iglesias Martínez, L. & Pérez Montiel, J.I. (2019). DEM Generation from Fixed-Wing UAV Imaging and LiDAR-Derived Ground Control Points for Flood Estimations. Sensors 201919, 3205, https://doi.org/ 10.3390/s19143205.
General Department of Natural Resources and Watershed Management of Fars Province. (2019). Additional watershed studies of flood control and retarding dams in Darwaza Qur'an basin, Shiraz. (In Persian)
Gül, G.O., Harmancıoğlu, N. & Gül, A. (2010). A combined hydrologic and hydraulic modeling approach for testing efficiency of structural flood control measures. Natural Hazards, 54, 245-260.‏
Iqbal, A., Mondal, M.S., Veerbeek, W., Khan, M. S.A. & Hakvoort, H. (2023). Effectiveness of UAV-based DTM and satellite-based DEMs for local-level flood modeling in Jamuna floodplain. Journal of Flood Risk Management16, e12937, https://doi.org/10.1111/jfr3.12937.
Katz, G.L., Friedman, J.M. & Beatty, S.W. (2005). Delayed effects of flood control on a flood‐dependent riparian forest. Ecological Applications, 15(3), 1019-1035.‏
Kim, S.H. & Kim, J.S. (2013). Effect of Chungju Dam operation for flood control in the upper Han River. KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research, 33(2), 537-548.‏
Li, B., Hou, J., Li, D., Yang, D., Han, H., Bi, X., Wang, X., Hinkelmann, R. & Xia, J. (2021). Application of LiDAR UAV for High-Resolution Flood Modelling. Water Resour Manage, 35, 1433–1447.
Leitão, J.P., de Vitry, M.M., Scheidegger, A. & Rieckermann, J. (2015). Assessing the quality of digital elevation models obtained from mini unmanned aerial vehicles for overland flow modelling in urban areas. Hydrology and Earth System Sciences, 20, 1637-1653.
Mazzoleni, M., Paron, P., Reali, A., Juízo, D., Manane, J. & Brandimarte, L. (2020). Testing UAV-derived topography for hydraulic modelling in a tropical environment. Natural Hazards, 103, 139-163.
Mei, X., Van Gelder, P.H.A.J.M., Dai, Z. & Tang, Z. (2017). Impact of dams on flood occurrence of selected rivers in the United States. Frontiers of Earth Science, 11, 268-282.‏
Parizi, E., Khojeh, S., Hosseini, S.M. & Moghadam, Y.J. (2022). Application of Unmanned Aerial Vehicle DEM in flood modeling and comparison with global DEMs: Case study of Atrak River Basin, Iran. Journal of Environmental Management, 317, 115492,  https://doi.org/ 10.1016/j.jenvman.2022.115492.
Piria, M., Simonović, P., Zanella, D., Ćaleta, M., Šprem, N., Paunović, M. & Treer, T. (2019). Long-term analysis of fish assemblage structure in the middle section of the Sava River–The impact of pollution, flood protection and dam construction. Science of the Total Environment, 651, 143-153.‏
Rudd, J.D., Roberson, G.T. & Classen, J.J. (2017). Application of satellite, unmanned aircraft system, and ground-based sensor data for precision agriculture: A review. In: 2017 ASABE Annual International Meeting 1700272, doi:10.13031/ aim.201700272.
Shakarami, L., Ashofteh, P.S. & Singh, V.P. (2022). Disaggregating the effects of climatic variability and dam construction on river flow regime. Water Resources Management, 36(10), 3813-3838.‏
Shi, P., Zhang, Y., Ren, Z., Yu, Y., Li, P. & Gong, J. (2019). Land-use changes and check dams reducing runoff and sediment yield on the Loess Plateau of China, The Science of The Total Environment, 664, 984-994.
Trepekli, K., Balstrøm, T., Friborg, T., Fog, B., Allotey, A.N., Kofie, R.Y. & Møller-Jensen, L. (2022). L. UAV-borne, LiDAR-based elevation modelling: a method for improving local-scale urban flood risk assessment. Nat Hazards, 113, 423–451.
Villa, T.F., Gonzalez, F., Miljievic, B., Ristovski, Z.D. & Morawska, L. (2016). An overview of small unmanned aerial vehicles for air quality measurements: Present applications and future prospectives. Sensors 2016, 16(7), 1072, https:// doi.org/10.3390/s16071072.
Yoshikawa, N., Nagao, N. & Misawa, S. (2010). Evaluation of the flood mitigation effect of a Paddy Field Dam project. Agricultural Water Management, 97(2), 259-270.‏
Yusefi, T., Ahmadi, A., Mohammadi, A. & Hosseinizade, S.M. (2019). Preliminary report of April 2018 Shiraz flood from a geological point of view, https://felezatkhavarmianeh.ir/fa/news/ 32269/. (In Persian)
Yuan, S., Li, Z., Li, P., Xu, G., Gao, H., Xiao, L., Wang, F. & Wang, T. (2019). Influence of Check Dams on Flood and Erosion Dynamic Processes of a Small Watershed in the Loss Plateau. Water 2019, 11(4), 834, https://doi.org/10.3390/w11040834.
Zolghadr, M. (2009). Simulation of Flow Around Dike Breaches and Mapping of Flooded Area, MSc Thesis, University of Shiraz, Shiraz, 142p. (In Persian)

  • تاریخ دریافت 13 خرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 29 تیر 1403
  • تاریخ پذیرش 20 شهریور 1403