پديد آورندگان :
نظري، اميرحسين دانشگاه تهران - پرديس ابوريحان - گروه مهندسي آب، پاكدشت، تهران، ايران , روزبهاني، عباس دانشگاه تهران - پرديس ابوريحان - گروه مهندسي آب، پاكدشت، تهران، ايران , هاشمي شاهداني، مهدي دانشگاه تهران - پرديس ابوريحان - گروه مهندسي آب، پاكدشت، تهران، ايران
كليدواژه :
مديريت رواناب شهري , روش‌هاي توسعه كم‌اثر , SUSTAIN , زيرساخت سبز , الگوريتم NSGA-II
چكيده فارسي :
توسعه سريع و ناپايدار شهر‌ها منجر به تغيير خصوصيات هيدرولوژيكي حوضه‌ها شده و ريسك وقوع آب‌گرفتگي ناشي از رواناب‌هاي شهري را افزايش داده است. يكي از راه‌حل‌هاي به‌كار گرفته شده براي كنترل كمّي و كيفي رواناب‌هاي شهري، رويكرد‌هاي مبتني بر زيرساخت‌هاي سبز و روش‌هاي توسعه كم‌اثر است كه توجه پژوهشگران زيادي را به خود جلب كرده است. در اين پژوهش، از مدل SWMM به‌منظور شبيه‌سازي فرايند بارش رواناب در ناحيه يك منطقه 11 شهرداري تهران استفاده شد. 6 سناريو شامل تركيبات مختلفي از انواع LID شامل بام سبز، مخزن باران، سلول نگهداشت‌زيستي، معابر نفوذپذير، جوي باغچه و حوضچه نفوذ در نظر گرفته شد. سپس مدل SUSTAIN به‌منظور ارزيابي عملكرد هر سناريو به‌كار گرفته شد. در گام بعد پاسخ‌هاي بهينه از طريق الگوريتم بهينه‌سازي NSGA-II به‌دست آمد و براي هر سناريو يك منحني پارتوي هزينه-عملكرد ارائه شد. نتايج نشان داد پاسخ‌هاي منتخب پياده‌سازي سناريوهاي 1 تا 6 به‌ترتيب حجم رواناب را به ميزان 53، 4، 66، 72، 31 و 34 درصد كاهش دادند. سناريوي 4 با تركيبي از مخازن باران، معابر نفوذپذير و جوي باغچه با 72 درصد و هزينه 12/2 ميليون دلار، بهينه‌ترين عملكرد را نسبت به پاسخ‌هاي متناظر از سناريوهاي ديگر نشان داد و سناريوي 6 نيز با 34 درصد كاهش حجم رواناب و هزينه 7/1 ميليون‌دلار در رتبه بعدي قرار گرفت. به‌كارگيري تلفيقي مدل‌هاي SUSTAIN و SWMM كمك كرد تا علاوه بر عملكرد فني، هزينه و عملكرد هر سناريو ارزيابي و امكان بهينه‌سازي آن فراهم شد. نتايج به‌دست آمده از اين پژوهش مي‌تواند مديران شهري و تصميم‌گيرندگان را در طراحي، تخمين عملكرد و هزينه‌هاي اجرايي سناريوهاي LID ياري كند.
چكيده لاتين :
Unsustainable development and rapid urbanization have led to changes in the hydrological characteristics of watersheds, and the risk of flooding has been increased consequently. One of the solutions used for quantitative and qualitative control of urban runoff is green infrastructure and low impact development (LID) based approaches that have attracted the attention of many researchers. In this study, SWMM was used to simulate the rainfall-runoff process in region 1, district 11, Tehran. Six scenarios, including different combinations of several LID types such as Green Roof, Rain Barrel, Bioretention Cell, Porous Pavement, Vegetated Swale, and Dry Pond were developed. Then the SUSTAIN model was utilized to assess each scenario's performance. Optimal solutions were then obtained using non-dominated sorting genetic algorithm-II (NSGA-II), and a cost-effectiveness Pareto frontier curve was performed for all scenarios. Results showed that the selected solutions of scenarios one to six reduced the runoff volume by 53%, 4%, 66%, 72%, 31%, 34%, respectively. Scenario 4, with a combination of rain barrels, porous pavements, and vegetated swales with a runoff volume reduction of 72% and an implementation cost of $ 12.2 million, showed the best performance, comparing the other scenarios' corresponding optimal solutions. Scenario 6 also came in next with a 34% effectiveness and a cost of $ 7.1 million. The combined use of SUSTAIN and SWMM, in addition to the technical evaluation, helped to attain optimized, cost-effective solutions for developed scenarios as well. The results of this study can also help relevant organizations and decision-makers to design, evaluate performance, and implement costs of different LID scenarios.
