متن کامل خبر


 
جلسه دفاع از پایان نامه خانم مریم موحدنیا - گروه سازه های آبی

خلاصه خبر: کنترل سیلاب مناطق شهری با استفاده از روش های توسعه کم اثر (LID)به همراه مخازن تعدیل سیلاب با بکارگیری مدل ریاضی EPA-SWMM

جلسه دفاع از پایان نامه: مریم موحدنیا                                                                       گروه:سازه­های آبی

عنوان پایان نامه: کنترل سیلاب مناطق شهری با استفاده از روش های توسعه کم اثر (LID)به همراه مخازن تعدیل سیلاب با بکارگیری مدل ریاضی EPA-SWMM

ارائه کننده:مریم موحدی نیا

استاد راهنما :  آقای دکتر جمال محمد ولی سامانی

استاد مشاور :  آقای مهندس  فخرالدین  براخاصی

استاد ناظر داخلی:آقای دکتر مهدی مظاهری

استاد ناظر خارجی : آقای دکتر حسین محمد ولی سامانی

نماینده تحصیلات تکمیلی: آقای دکتر مهدی مظاهری

مکان :کلاس گروه آبیاری

تاریخ:13/11/95

ساعت: -/9

چکیده             

امروزه از اساسی‌ترین مشکلات در توسعه شهری، افزایش سطوح غیرقابل نفوذ می‌باشد که منجر به کاهش میزان نفوذ آب‌های حاصل از بارش‌ وافزایش رواناب‌ و وقوع سیلاب‌های شهری می شود. باتوجه به اینكه وقوع سیل خودناشی از عوامل متعدد طبیعی وغیرطبیعی است، می توان با اعمال اقدامات مدیریتی وفنی احتمال بروز سیلاب وبه خصوص اثرات نامطلوب آنرا كاهش داد. در همین ارتباط بسیاری از فناوری‌های جدید به منظور کاهش تأثیر انسان بر روی زمین و رخداد بلایای طبیعی و غیر طبیعی به وجود آمده‌اند که از جمله موثرترین آنها می توان روش­های نوین توسعه کم اثر([1]LID)را نام برد.از دیگر روشها برای کاهش سیل، می توان به روش شایع استفاده از مخازن تعدیل سیلاب[2]اشاره کرد. دراین تحقیق، با توجه به اینکه کشورمان در ناحیه ای خشک واقع شده است، در نظر است که با استفاده از این دو روش، کاهش دبی پیک سیلاب در شرایط سیلابی و سناریوهای مختلف با دوره های بازگشت متفاوت را بررسی کرد و تاثیر مناسب بکارگیری همزمان این روشها را مورد ارزیابی قرارداد وبا انجام آنالیز اقتصادی مختصر این ارزیابی را تکمیل و در نتیجه بستر تصمیم گیری آگاهانه را برای مسئولین ایجاد کرد. در این مطالعه تحلیل آبگرفتگی معابرشهری و ارزیابی عملکرد وضع موجود شبکه با مدل ریاضی EPA-SWMM[3]برای ناحیه شرق منطقه 13 شهرتهران مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی عملکرد مناسب مدل و دقت آن،  با استفاده از مدل بارش –روانابHEC-HMS، واسنجی  و اعتبار سنجی مدل انجام گردید که نتایج ناشی از عملکرد مناسب (دقت و صحت) مدل بود. نتایج آنالیز حساسیت در این تحقیق نشان داد که مدل SWMMحساسیت بسیاری به درصد مناطق نفوذناپذیر در اولویت اول و پس از آن ضریب زبری و عرض حوضه نشان داد بطوریکه با افزایش ضریب زبری، کاهش شدید دبی پیک، باعث می شود.

لذا مدل شبکه جمع‌آوری آب‌های سطحی منطقه مورد مطالعه تهیه شد و سپس با استفاده از نمودارهای شدت- مدت- فراوانی[4] تهران، عمق کل بارش ها (مقداررواناب) برای تمامی زیر حوضه ها برای دوره های بازگشت 2، 5 و 10سال محاسبه گردید. مدل برای یک بارش با تداوم 6 ساعته بارگذاری شد که نتایج حاصل از آن به صورت نمودار و جداول و گراف آمده است.نتایج مدلسازی برای حالت قبل و بعد از توسعه شهری به منظور کاهش دبی پیک با یکدیگر مقایسه وارایه شده است.در مدلسازی وضع موجود میزان فرار آب از محلهای آبگرفتگی، درهردوره بازگشت، به ترتیب 3/19، 24 و 27درصد محاسبه گردید که طبق نتایج شبکه مدل شده، تنها می تواند بخشی از رواناب تولیدی را عبور دهد و مابقی به عنوان سیلاب، سبب آبگرفتگی معابر خواهد شد. در واقع نتایج حاکی از آن است تمام منطقه بخصوص نواحی جنوبی و شرقی، از لحاظ خطر سیل آبگرفتگی و کارآیی شبکه زهکشی تقریباً در شرایط نامساعدی، به علت کمبود ظرفیت هیدرولیکی کانال و کمبود ظرفیت موضعی، قرار دارد؛ سپس توانایی روش توسعه کم اثر بشکه ذخیره آب باران[5](در دو اندازه مختلف) برای دوره های بازگشت مذکور مورد بررسی قرار گرفت که طبق نتایج حجم فرار آب از محلهای آبگرفتگی، در هر دوره بازگشت، درمدلسازی بشکه ذخیره کوچکتر به ترتیب 47، 6/21 و 7/9 درصد ودربشکه ذخیره بزرگتر به ترتیب 3/47، 6/39 و 7/38 درصد کاهش داشته است و این میزان پس از بکارگیری روش توسعه کم اثر واحد زیست ماند بیولوژیکی[6]،به ترتیب100، 2/74 و 8/51 درصد کاهش داشته است. نتایج نشان داد که با بکارگیری همزمان هر دو روش بشکه ذخیره آب باران و واحد زیست ماند بیولوژیکی، (در دواندازه مختلف) میزان حجم فرار آب از محلهای آبگرفتگی، برای بشکه با ابعاد کوچکتر در هر دوره بازگشت، به ترتیب 100، 100 و 9/96درصد ودر بشکه بزرگتر به ترتیب 100، 100 و 7/96 درصد کاهش داشته است. میزان مقایسه نتایج حاصل از اجرای مدل در وضع موجود و پس از بکارگیری LIDs، دراین تحقیق نشان می‌دهد که با بکارگیری رویکردهای نوین می‌توان اثرات منفی سیلاب‌های با دوره بازگشت کوچک را حداقل 40 درصد کاهش دهد.

پس از آن با بهره گیری از روش مخزن تعدیل سیلاب و با در نظر گرفتن آن در انتهای شبکه بصورت مدفون، کاهش دبی حداکثر سیلاب و ذخیره سازی موقت آب منطقه مورد نظر در آن، مورد بررسی قرار گرفت و سناریوهای مختلف روشهای توسعه کم اثر بطور همزمان با مخزن تعدیل سیلاب به لحاظ اجرایی و  اقتصادی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایح نشان داد که احداث مخازن تأخیری موجب تأخیر در زمان وقوع دبی اوج و کاهش دبی اوج و حجم سیلاب خروجی از مخزن گردید. وبکارگیری همزمان دو روش LID تاثیر بسزایی در بهبود وضعیت منطقه مورد مطالعه داشت به نحوی که حداقل 95 درصد کاهش محلهای آبگرفتگی و درنتیجه حجم فرار آب از این محلها را باعث گردید.

ارزیابی اقتصادی در سه حالت الف) فقط سناریوهای تعریف شده با بکارگیری روشهای LIDو بدون بهسازی کانالها و احداث مخزن، ب) فقط سناریوهای تعریف شده با بکارگیری روشهای LIDو با بهسازی کانالها و بدون احداث مخزن و ج) فقط سناریوهای تعریف شده با بکارگیری روشهای LIDوبا بهسازی کانالها و با احداث مخزن انجام شد.  مقایسه نتایج اقتصادی در هر سه حالت برای سناریوهایی که شامل روشهای ترکیبی هردوروش LID، به همراه احداث مخزن (سناریوی پنجم و ششم) می باشند و از لحاظ تاثیر مدلسازی هیدرولیکی نتایج بسیار مشابهی را داشتند، نشان داد هزینه اجرای سناریوی ششم نسبت به هزینه اجرای سناریوی پنجم در حالت الف، 37 درصد کاهش، در حالت ب، 35 درصد کاهش و در حالت ج، حدود 20 درصد افزایش داشته است. لذا نتایج تحقیق نشان می دهد نمی توان گزینه/ گزینه های منتخب را براساس فقط مدلسازی هیدرولیکی یا صرفا اقتصادی انجام داد؛ همانطور که در نتایج هم ملاحظه می گردد، برای تصمیم سازی صحیح و قابل قبول، در راستای انجام مدیریت روانابهای سطحی شهری و کنترل سیلاب، مجموعه ای از عوامل و شرایط می تواند کمک کننده باشد و مدیران بایستی نسبت به شرایط مناطق شهری و خطرات سیل در آن مناطق در مرحله اول آگاهی کسب کنند و اطلاعات لازم و موثر در اتخاذ تصمیمات را جمع آوری کنند؛ سپس با بررسی آنها و در نظر گرفتن شرایط اجتماعی، فرهنگی و اقتصادی مناطق هدف و نظرکارفرما تصمیمات را اتخاذ نمایند.درپایان نیز ادامه تحقیق با استفاده از سایر روشهای توسعه کم اثر، به منظور بهبود وضع موجود منطقه مورد مطالعه و استفاده از روش­های بهینه سازی برای تدقیق و انتخاب گزینه بهینه پیشنهاد گردید.

 

كليد واژه‌ها:روشهای توسعه کم اثر(LID)، مدل ریاضیEPA-SWMM، بشکه ذخیره آب باران، سلول ماند بیولوژیکی، مخزن تعدیل سیلاب، آبگرفتگی معابر، آنالیز اقتصادی

 

 


1 LowImpact Development

[2]Detention Pond

[3]Environmental Protection Agency-Storm Water Management Model

4 Intensity-Duration-Frequency curve (IDF Curve)

[5]Rain Barrel

[6]Bio Retention Cell

5 بهمن 1395 / تعداد نمایش : 1137