دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات13
تعداد شماره‌ها623
تعداد مقالات6,502
تعداد مشاهده مقاله8,645,925
تعداد دریافت فایل اصل مقاله8,245,764
حیدرزاده, مریم, نوحه گر, احمد, ملکیان, آرش, خورانی, اسدالله. (1396). ارزیابی و آنالیز حساسیت کمیت رواناب و سیستم زهکشی در حوضه شهری ساحلی با استفاده از مدل SWMM ( مطالعه موردی: بخشی از شهر بندرعباس). , 24(3), 203-218. doi: 10.22069/jwfst.2017.12099.2661
مریم حیدرزاده; احمد نوحه گر; آرش ملکیان; اسدالله خورانی. "ارزیابی و آنالیز حساسیت کمیت رواناب و سیستم زهکشی در حوضه شهری ساحلی با استفاده از مدل SWMM ( مطالعه موردی: بخشی از شهر بندرعباس)". , 24, 3, 1396, 203-218. doi: 10.22069/jwfst.2017.12099.2661
حیدرزاده, مریم, نوحه گر, احمد, ملکیان, آرش, خورانی, اسدالله. (1396). 'ارزیابی و آنالیز حساسیت کمیت رواناب و سیستم زهکشی در حوضه شهری ساحلی با استفاده از مدل SWMM ( مطالعه موردی: بخشی از شهر بندرعباس)', , 24(3), pp. 203-218. doi: 10.22069/jwfst.2017.12099.2661
حیدرزاده, مریم, نوحه گر, احمد, ملکیان, آرش, خورانی, اسدالله. ارزیابی و آنالیز حساسیت کمیت رواناب و سیستم زهکشی در حوضه شهری ساحلی با استفاده از مدل SWMM ( مطالعه موردی: بخشی از شهر بندرعباس). , 1396; 24(3): 203-218. doi: 10.22069/jwfst.2017.12099.2661

ارزیابی و آنالیز حساسیت کمیت رواناب و سیستم زهکشی در حوضه شهری ساحلی با استفاده از مدل SWMM ( مطالعه موردی: بخشی از شهر بندرعباس)

مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
مقاله 12، دوره 24، شماره 3، مرداد 1396، صفحه 203-218    اصل مقاله (1.43 M)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2017.12099.2661
نویسندگان
مریم حیدرزاده* 1؛ احمد نوحه گر2؛ آرش ملکیان3؛ اسدالله خورانی4
1دانشگاه هرمزگان
2دانشگاه تهرانٰ دانشکده محیط زیست-
3دانشگاه تهران- دانشکده منابع طبیعی
4دانشگاه هرمزگان- گروه جغرافیا
چکیده
سابقه و هدف: درحوزه‌های آبخیزشهری افزایش سطوح نفوذناپذیرکه به دلیل توسعه صورت می‌پذیرد منجر به افزایش حجم رواناب، دبی اوج و کاهش مقدار نفوذپذیری می‌شود. افزایش سطوح نفوذناپذیر سبب کاهش نفوذ جریان‌های زیرسطحی و جریان پایه و یا جریان هوای خشک درهر دو کانال طبیعی و بتنی می‌گردد. در منطقه شهری بندرعباس به‌دلیل عدم وجود ایستگاه هیدرومتری یا هر پایگاهی برای اندازه‌گیری و ثبت دبی سیلاب، تعیین دبی سیلاب و بررسی مشخصات آن اهمیت بسزایی دارد. هدف اصلی این مطالعه، بررسی وضعیت سیستم جمع‌آوری آب‌های سطحی بخشی از شهر با استفاده از مدل SWMM است. ضمن بررسی دبی سیلاب شهری، نقاط ضعف شبکه جمع‏آوری رواناب سطحی شهر و و پارامترهای حساس در مدل نیز تعیین می گردد.
مواد و روش‌ها: در ابتدا برای شبیه‌سازی رواناب و مشخص نمودن نقاط حساس به آب‌گرفتگی از مدل SWMM استفاده شد. از شاخص‌های ناش- ساتکلیف (NS) و ضریب تعیین(R2) برای واسنجی و اعتبارسنجی دبی سیلاب مدل ‌در پنج واقعه بارندگی در تاریخ‌های 30/10/1392، 23/12/1392، 17/10/1392، 4/10/1394 و13/10/1394 استفاده شد. عمق و سرعت رواناب در خروجی منطقه مورد به کمک دستگاه مولینه اندازه‌گیری شد. همچنین برای تعیین نقاط حساس به آب‌گرفتگی شهر بندرعباس از روش اندازه‌گیری صحرایی و به کمک اشل اندازه‌گیری شد. به‌منظور بررسی آنالیز حساسیت مدل، نه پارامتر موثر در مدل با استفاده از ضریب ناش- ساتکلیف(NS) مورد ارزیابی قرار گرفتند
یافته‌ها: نتایج حاصل از تحقیق نشان داد به ترتیب حساس‌ترین پارامترها ‌براساس ضریب NS شامل درصد اراضی نفوذ‌ناپذیر، ضریب زبری مانینگ درمناطق نفوذناپذیر، عرض معادل، ارتفاع ذخیره مناطق نفوذناپذیر، مساحت زیرحوضه، شیب زیرحوضه، درصد مناطق بدون ذخیره سطحی، ارتفاع ذخیره مناطق نفوذپذیر وضریب زبری مانینگ درمناطق نفوذپذیر می‌باشد. یافته-های به‌دست آمده از واسنجی مدل (به ترتیب واسنجی میانگین ضریب NS 75/0 وضریب R2 بین 83/0) نشان داد انطباق خوبی با داده‌های مشاهداتی دارد. نتایج اعتبارسنجی (میانگین ضریب NS 79/0 وضریب R2 بین 92/0) حاکی از دقت بالای مدل برای این منطقه می‌باشد. و مشخص شد علت آب‌گرفتگی در بعضی نقاط به‌دلیل نبود ظرفیت کافی آبگذرها است همچنین در بعضی نقاط با وجود ظرفیت کافی کانال که مدل نیزآن راتایید می‌کند آب‌گرفتگی وجود دارد، دلیل آن مربوط به انباشت زباله در این کانال‌ها است.
نتیجه گیری: نتایج ارزیابی مدل ‌SWMM نشان داد انطباق خوبی بین دبی رواناب شبیه‌سازی شده و مشاهده‌ای وجود دارد. با توجه به توانایی مدل در شبیه‌سازی رواناب هر زیرحوزه و تعیین نقاط حساس، استفاده از این مدل در مناطق شهری فاقد ایستگاه‌های هیدرومتری مناسب است. البته می‌بایست مدل حتما واسنجی گردد. بنابراین می‌توان از این مدل‌ها برای پیش‌بینی خطر آب-گرفتگی، طراحی و برآورد مقدار و هزینه زهکشی، مدیریت حوضه‌های ساحلی شهری و اولویت‌بندی مناطق برای رفع مشکل آبگرفتگی استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها
رگبار؛ رواناب شهری؛ بندرعباس؛ مدل SWMM؛ آب‌گرفتگی کانال
مراجع
1.Abdul-Aziz, O., and Al-Amin, S. 2015. Climate, land use and hydrologic sensitivities of storm
waterquantity and quality in a complex coastal-urban watershed. Urban Water J. Pub.
online: 03 Jan 2015.
2.Ahmadian, M. 2012. Urban runoff study using SWMM model in order to reduce the risk of
flood (Case study: new city Hashtgerd). M.Sc.Thesis. Islamic Azad University, 150p.
3.Akan, O. 2002. Storm hydrology in urban areas. Boroomand Nasab, S. Ahvaz Univ. Press,
328p.
4.Barco, J., Wong, K.M., Stenstrom, M.K., and ASCE, F. 2008. Automatic Calibration of the
U.S. EPA SWMM Model for a Large Urban Catchment. J. Hydr. Engin. Vol. 134, No. 4,
April 1, 2008. ©ASCE, ISSN 0733-9429/2008/4-466–474/$25.00.
5.Bach, P.M., McCarthy, D.T., and Deletic, A., 2010. Redefining the storm water first flush
phenomenon. Water Research.44: 8. 2487-2498.
6.Badiezadeh, S., Bahremand, A.R., Dehghani, A.A., and Noura, N. 2015. Urban flood
management by simulation of surface runoff using SWMM model in Gorgan city, Golestan
Province-Iran. J. Water Soil Cons. Pp: 155-170. http://jwsc.gau.ac.ir.
7.Badieizade, S., Bahremand, A.R., and Dehghani, A.A. 2016. Calibration and Evaluation of the
Hydrologic- Hydraulic Model SWMM to Simulate Runoff (Case study: Gorgan). J. Water.
Manage. Res. Pp: 1-10.
8.Braud, I., Fletcher, T.D., and Andrieu, H. 2013. Hydrology of Peri-Urban catchments:
processes and modeling. J. Hydrol. 485: 1-4.
9.Burns, M.J., Fletcher, T.D., Walsh, C.J., Ladson, A.R., and Hatt, B.E. 2012. Hydrologic
shortcomings of conventional urban storm water management and opportunities for reform.
Landscape and Urban Planning. 105: 3. 230-240.
10.Beven, K., Pappenberger, F., and Ratto, M. 2008.Multi – Method global sensitivity analysis
of flood in undation models. Advances in Water Resources. Pp: 1-14.
11.Chow, V.T. 1988. Applied Hydrology. Mc Graw-Hill, 569p.
12.Choi, K.S., and Ball, J. 2002. Parameter estimation for urban runoff modeling, Urban Water
4: 31-41.
13.De Almeida, I.K., Almeida, A.K., Steffen, J.L., and Sobrinho, T.A. 2016. Model
for Estimating the Time of Concentration in Watersheds. Water Resour Manage.
DOI 10.1007/s11269-016-1383-x.
14.Dongquan, Z., Jining, C., Haozheng, W., Qingyuan, T., Shangbing, C., and Zheng, S. 2009.
GIS-based urban rainfall-runoff modeling using an automatic catchment-discretization
approach, (Case study in Macau). Environ. Earth Sci. 59: 465-472.
15.Dalir, A. 2009. Simulated rainfall at the time of the sewerage network using the integrated
MIKE SWMM and Arc view model (Case study: part of sewerage network Mashhad city).
M.Sc. Thesis. Ferdowsi University, 195p.
16.Geberemariam, T.K. 2015. Urban Drainage Infrastructure Design Model Calibration and
Output Uncertainty Minimization, Are Model Users Pursuing Accuracy and Model
Calibration? Inter. J. Sci. Engin. Res. (IJSER). 3: 11. 2347-3878.
17.Khalghi, A. 2010. Simulation of Flow Hydrograph Using SWMM Model and Predict the
Effects of Watershed Management Practices in Dry River Shiraz. The Master Sheet, Gorgan
University of Agricultural Sciences and Natural Resources, 128p.
18.Lei, J.,Yangbo, C., and Huanyu, W. 2015. Urban flood simulation based on the SWMM
model. Remote Sensing and GIS for Hydrology and Water Resources. IAHS Publ. 368p.
19.Li, C., Wang. Xiong, J.Z., and Chen, P. 2014. Sensitivity Analysis for Urban Drainage
Modeling Using Mutual Information. Entropy. 16:5738-5752.doi: 10.3390/e16115738.
20.Lin, S.S., Hsieh, S.H., Kuo, J.T., Liao, Y.P., and Chen, Y.C. 2006. Integrating legacy
components into a software system for storm sewer simulation. Environmental Modeling &
Software. 21: 1129-1140.
21.Mentens, J., Raes, D., and Hermy, M. 2006. Green roofs as a tool for solving the rainwater
runoff problem in the urbanized 21st century? Landscape Urban Plan. 77: 217-226.
22.Mays, L.W. 2011. Water Resources Engineering. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
23.Mosbahi, M., Benabdallah, S., and Boussema, M.R. 2014. Sensitivity analysis of a
GIS-based model: A case study of a large semi-arid catchment. Earth Sci Inform.
DOI 10.1007/s12145-014-0176-0.
24.Moriasi, D.N., Arnold, J., Van Liew, M.W., Binger, R.L., Harmel, R.D., and Veith, T. 2007.
Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed
simulations. Trans. Am. Soc. Agric. Biol. Eng. 50: 3. 885-900.
25.Massachusetts Department of Conservation and Recreation (MA DCR). 2010. Effectiveness
of environmentally sensitive site design and low-impact development on storm water runoff
patterns at part ridge berry place LID subdivision in Ipswich, ma. Geosyntec consultants.
289 Great Road, Suite 105, Acton, Massachusetts 01720.
26.Moafie, A. 2012. The optimized design based on the characteristics of each watershed flood
Return (Case study: west Tehran flooding return). M.Sc. Thesis. Tehran University, 127p.
27.Nohegar, A., and Yamani, M. 2006. The coastal Geomorphology of East Hormoz Strait Whit
Focus on Wind Erosion. Hormozgan University press, 250p.
28.Natural Resources Conservation Service (NRCS). 2008. National Engineering Handbook.
Part 630, Hydrology; U.S. Department of Agriculture, Washington D.C.
29.Palanisamy, B., and Chui, T.F.M. 2015. Rehabilitation of concrete canals in urban
catchments using low impact development techniques. J. Hydrol. 523: 309-319.
30.Petroselli, A., Grimaldi, S., and Romano, N. 2013. Curve-Number/Green-Ampt Mixed
Procedure for Net Rainfall Estimation: A Case Study of the Mignone Watershed, IT.
Procedia Environmental Sciences. 19: 113-121.
31.Phillips, B.C., Yu, S., Thompson, G.R., and Silva, N. 2005. 1D and 2D Modeling of urban
drainage systems using XP-SWMM and TUFLOW, 10th International Conference on Urban
Drainage, Copenhagen/Denmark, 21-26 August 2005, 8p.
32.Pluntke, T., Pluntke, D., and Bernhofer, C. 2014. Reducing uncertainty in hydrological
modeling in a data sparse region. Environ Earth Sci. 72: 4801-4816.
33.Pyke, C., Warren, M.P., Johnson, T., James, Jr., LaGro, J.Jr., Scharfenberg, J., Groth, P.,
Freed, R., Scheoeer, W., and Main, E. 2011. Assessment of low impact development for
managing storm water with changing precipitation due to climate change. Landscape Urban
Plan. 103: 166-173.
34.Qin, H.P., Li, Z.X., and Fu, G. 2013. The effects of low impact development on urban
flooding under different rainfall characteristics. J. Environ. Manage. 129: 577-585.
35.Rosa, D.J., Clausen, J.C., and Dietz, M.E. 2015.Calibration and Verification of SWMM
for Low Impact Development. J. Amer. Water Resour. Assoc. (JAWRA). 1-12. DOI:
10.1111/jawr.12272.
36.Shen, J., and Zhang, Q. 2014. Parameter Estimation Method for SWMM under the Condition
of Incomplete Information Based on GIS and RS. EJGE. Pp: 6095-6108.
37.Salajegheh, A., Forootan, E., Mahdavi, M., Ahmadi, A., Sharifi, F., and Malek Mohammadi,
B. 2012. Runoff Estimation in Urban Watersheds by Analytical Models (Case study: The
Part of District No.22 of Tehran City). Water and westwater. Pp: 47-56.
38.Shahbazi, A. 2011. Urban storm water management to reduce the risks of using SWMM
model (Case study: Mahdasht city). M.Sc. Thesis. Tehran University. 158p.
39.Rossman, L.A. 2010. Storm Water Management Model User’s Manual, Version 5.0.
National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Devel-opment,
US Environmental Protection Agency.
40.Rossman, L.A. 2009. Storm Water Management Model User’s Manual Version 5.0.
EPA/600/R-05/040, National Risk Management Research Laboratory. United States
Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio.
41.Rossman, L.A. 2005. Storm Water Management Model user manual. National Risk
Management Research Laboratory, Office of Research & Development United States
Environmental Protection Agency.
42.Rostami Khalaj, M., Mahdavi, M., Khalighi Sigarodi, Sh., and Salajeghe, A. 2012.
Sensitivity Analysis of Variables Affecting on Urban Flooding Using SWMM Model.
J. Water. Manage. Res. Pp: 81-91.
43.Szöllösi-Nagy, A., and Zevenbergen, C. 2004. Urban Flood Management. Taylor & Francis
Publishers, London (UK).
44.Soil Conservation Service (SCS). 1972. National Engineering Handbook, Section 4,
Hydrology; U.S. Department of Agriculture, Washington D.C.
45.Tikkanen, H. 2013. Hydrological modeling of a large urban catchment using a stormwater
management model (SWMM). M.Sc. Thesis. Aalto University, 165p.
46.Wu, J.B., Guo, K.Z., Wang, M.X., and Xu, B. 2011. Research and extraction of
the hydrological characteristics based on GIS and DEM. Proceedings of the 2011 IEEE
2nd International Conference on Computing, Control and Industrial Engineering. Wuhan,
Pp: 371-374.
47.Winz, I., Brierley, G., and Trowsdale, S. 2011. Dominant perspectives and the shape of
urban storm water futures. Urban Water J. 8: 6. 337-349.
48.Zoppou, C. 2001. Review of urban storm water models, Environmental Modeling &
Software. 16: 195-231.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,235
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,204


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب