كاربرد مدل EPASWMM در شبيه سازي سيلاب ورودي به مناطق شهري از بازه هاي هيدرولوژيكي روستايي با استفاده از روابط رياضي مطالعه موردي : شهرك پايداري شهر مشهد

Application of EPASWMM model to simulate incoming floods into urban areas of rural hydrological catchments by using mathematical relations,Case Study: Paydari Town of Mashhad

مدل هاي متعددي براي شبيه‌سازي سيلاب ورودي به مناطق شهري از بازه هاي روستايي طراحي شده كه مدل EPASWMM يكي از آنها مي باشد. حوزه آبخيز شهري مشهد (بازه هاي هيدرولوژيكي روستايي مشرف به شهر مشهد) با 8 زيرحوزه مستقل و با مساحت 2472 هكتار در جنوب شهر مشهد واقع شده و محدوده مورد مطالعه، منطقه مسكوني شهرك پايداري مشهد با مساحت 95/6 هكتار در پايين دست زيرحوزه هاي M2، M3 و M4 مي‌باشد. بدليل دبي پيك زياد سيلاب زيرحوزه هاي M2، M3 و M4 ، ظرفيت كانالهاي انتقال شهري در منطقه شهرك پايداري كافي نبوده و پس از هر بارندگي، رواناب زيادي وارد مناطق مسكوني مي شود. هدف از اين پژوهش ارزيابي كارايي مدل EPASWMM در شبيه‌سازي رواناب مي‌باشد. محدوده مطالعاتي به 12 واحد هيدرولوژيك (OUT1 الي OUT12) تفكيك شده وشبكه جمع آوري رواناب در قالب گره ها- كانالها وارد مدل شد. از چهار واقعه بارندگي براي ارزيابي و واسنجي مدل استفاده شده كه در بخش واسنجي ، مقدار نمايه نش- ساتكليف (NS) براي متغير دبي در واقعه اول و سوم به ترتيب 0/94 و 0/92 و براي ارتفاع رواناب به ترتيب 0/9 و 0/86 بوده و نشاندهنده بالابودن دقت شبيه سازي رواناب شهري با استفاده از مدل EPASWMM در هر دو متغير مي‌باشد. نتايج بخش ارزيابي مدل براي دو واقعه دوم و چهارم نشان مي‌دهد كه نمايه هاي (NS) و (R2) براي سه متغير دبي، ارتفاع و سرعت رواناب به ترتيب از از 0/78 ﺗﺎ 0/9 و 0/73 تا0/89 متغير بوده كه نشاندهنده همبستگي زياد داده‌هاي مشاهده اي و شبيه سازي شده مي‌باشد. سناريوهاي كاهش سيلاب در واحدهاي هيدرولوژيكي با توجه به نتايج شبيه سازي بررسي شده و نتايج نشان داد كه اتصال- گره هاي كد 5 ، 8، 11 و 12 ظرفيت انتقال رواناب در سرعتهاي بالا را نداشته و بر اساس نتايج رونديابي مدل، تغيير ابعاد گره و كانال انجام شده است.

Different models have been designed to simulate incoming floods into urban areas from rural areas, one of the models is the EPASWMM. Mashhad urban watershed with 8 inde-pendent subbasins and area of 2,472 hectares, located in south of Mashhad city . Study area is the residential area of Mashhad Paydari township (Area= 95.6 ha) that located below the M2, M3 and M4 subbasins. Due to high peak flood events in M2, M3 and M4 subbasins, the capacity of urban transmission channels in the Paydari township is’nt suf-ficient and after every rain, a lot of runoff enters the residential areas. The purpose of this research is evaluate the efficiency of EPASWMM model in simulating runoff. The study area was divided into 12 hydrological units (OUT1 to OUT12) and after determine of input parameters of the model, the runoff gathering network in the form of nodes-channels was introduced into the model. Four rainfall events were used to evaluate and calibrate the model with (NS), (RMSE) and (R2) coefficients. In the calibration section of the model, the value of the (NS) coefficient for discharge in the first and third events was 0.94 and 0.92 respectively and for runoff height, 0.9 and 0.86, respectively and indicates simulation accuracy of EPASWMM model in both parameters. The results of the model evaluation section for the second and fourth events shows that the NS and R2 coefficients for three parameters of discharge, height and runoff were from 0.78 to 0.9 and 0.73 to 0.89 and indicates a large correlation between observational and simulated data. Flood reduction scenarios in hydrological units have been investigated according to the simulation results.