كاربرد مدل‌هاي رياضي و سيستم‌هاي اطلاعات‌جغرافيايي در توليد نقشه‌هاي پهنه‌بندي سيلاب (مطالعه‌ موردي رودخانه اترك)

در پروژه‌هاي حريم‌يابي رودخانه‌ها، هدف از مطالعات هيدروليك رودخانه، تعيين حد حريم و بستر رودخانه و ظرفيت عبور سيلاب در دوره بازگشت‌هاي مختلف مي‌باشد. تهيه نقشه‌هاي پهنه‌بندي سيلاب به‌عنوان اولين گام در مديريت ريسك سيلاب محسوب مي‌شود. اين نقشه‌ها نمايانگر مناطق پر خطر بوده كه نه تنها بر اساس تجزيه وتحليل و شبيه‌سازي جريان سيلاب در وضعيت فعلي محاسبه شده‌اند بلكه سيلا‌ب‌هاي تاريخي و محدوده‌هاي در معرض خطر شكست سازه‌هاي مهار سيلاب را در حالت‌هاي احتمالي نيز نمايش مي‌دهند. اين نقشه‌ها نقش مهمي در رسيدن به مناطق پرخطر سيلاب را نيز ايفاد مي‌نمايند. درحال حاضر استفاده از مدل‌هاي رياضي، حل معادلات حاكم بر جريان را آسان نموده و در جامعه مهندسي براي شبيه‌سازي سيلاب در تحليل‌هاي مديريتي نيز كاربرد فراواني پيدا كرده است. در اين مقاله نتايج شبيه‌سازي ‌هيدروليكي در بازه‌اي از رودخانه‌ي اترك واقع در استان خراسان‌شمالي از روستاي سيساب تا عشق‌آباد، به طول حدود 100 كيلومتر، و با درنظرگرفتن بيش از 50 شاخه ورودي به رودخانه‌ي اترك، با به‌كارگيري توام مدل‌هاي HEC_GEORAS، HEC_RASو ARC GIS به‌منظور تعيين پهنه‌هاي سيل‌گير منطقه ارائه شده است به‌طوري‌كه ابتدا پس از تعيين مقادير هيدروگراف سيلاب با دوره بازگشت‌هاي مختلف، مناطق سيلاب‌دشت هدف و رودخانه‌ي اصلي با مقياس مناسب نقشه‌برداري گرديد. شايان ذكر است تعيين سيلاب‌دشت هدف بر اساس نقشه‌هاي مساحت تخميني مناطق سيل‌گير و با استفاده از داده‌هاي مربوط به سيلاب‌هاي گذشته، به‌دست ‌آمده و مشتمل بر مناطقي است كه احتمال آب‌گرفتگي آن‌ها در سيلاب هدف وجود دارد. در گام بعد ضريب زبري سيلاب‌دشت با استفاده از نقشه‌هاي كاربري اراضي و تعيين الگوهاي موجود، براي شبيه‌سازي سيلاب تعيين گرديد. در ادامه با توجه به داده‌هاي توپوگرافي، پس از تهيه فايل Tin منطقه، با اجراي بسته الحاقي Hec-GeoRas، نسبت به تهيه و استخراج Feature Class هاي مربوط به خط مركزي و اصلي رودخانه، محدوده جناحين و ديواره‌هاي چپ و راست مسير اصلي رودخانه، محدوده جناحين چپ و راست سيلابي رودخانه و مقاطع عرضي رودخانه اقدام گرديد. به دنبال آن با انتقال اطلاعات مذكور به مدل HEC-RAS و وارد نمودن مقادير ضريب زبري مانينگ در هر يك از مقاطع عرضي و تعريف آبراهه‌ها و سرشاخه‌هاي ورودي به رودخانه اصلي(Junctions)، و هم‌چنين تعريف شرايط مرزي، مدل HEC-RAS در شرايط غيرماندگار اجرا گرديد. در نهايت نتايج خروجي مدلHEC-RAS به تفكيك در هر دوره بازگشت سيل، مجدداً وارد بسته الحاقي Hec-GeoRas گرديد. و در خاتمه با پردازش‌هاي لازم، نقشه‌هاي پهنه‌هاي سيلابي منطقه تهيه گرديد و پارامترهايي نظيرمساحت مناطق آبگرفتگي، عمق سيلاب در بازه‌هاي مختلف و ساير پارامترهاي هندسي وهيدروليكي موردنياز استخراج گرديد. در واقع آناليز جريان سيلاب و نحوه گسترش آن در توپوگرافي منطقه، با توجه به شرايط حاكم بر جريان، عوارض موجود، ضريب زبري و... منجر به توليد نقشه‌هايي موسوم به نقشه‌هاي آب‌گرفتگي مناطق گرديد.