توسعه‏ي روشي براي شبيه‏سازي آب‏گرفتگي‏هاي شهري منطبق بر زيرساخت‏هاي جمع‏آوري سيلاب

Developing an Urban Inundation Simulation Model by Considering Storm water Infrastructures

با گسترش فرايند شهري شدن، وضعيت سطح زمين و آب و هوا دچار تغيير ‏شده است. از نتايج اين تغيير، وقوع آب‏گرفتگي‏هاي مكرر در مناطق شهري است. مدل‏سازي آب‏گرفتگي ابزاري مناسب براي تصميم‏گيري‏هاي سريع و تسهيل مديريت اين نوع بحران است. اين مقاله به شبيه‏سازي آب‏گرفتگي ناشي از بارندگي مي‏پردازد. روش پيشنهادي از داده‏هاي ورودي، كه عموماً در دسترس است، بهره جسته است تا به سرعت به تخمين وضعيت آب‏گرفتگي برسد. روش پيشنهادي از مدل‏هاي هيدرولوژيكي اقتباس‏شده و بر مبناي نظام‏هاي اطلاعات مكاني است. تاثير زيرساخت‏هاي سطحي و زيرسطحي جمع‏آوري سيلاب در محاسبات آب‏گرفتگي لحاظ شد. فرورفتگي‏هاي سطح زمين به‏منزله‏ي مناطق اصلي داراي پتانسيل آب‏گرفتگي در نظر گرفته شدند. مقدار رواناب سطحي كه از حوزه‌ي بالادست هر فرورفتگي به آن وارد مي‏شود، ميزان آب‏گرفتگي را تعيين مي‏كند. بيشينه‏ي مقدار ذخيره‏ي آب، جهت و ترتيب حركت جريان بين فرورفتگي‏ها همگي در شبيه‏سازي آ‏ب‏گرفتگي لحاظ شدند. منطقه‏ي مورد مطالعه بخشي از منطقه‏ي 22 شهر تهران انتخاب گرديد. نتايج نشان داد كه روش به كار گرفته ‏شده مي‏تواند موقعيت آب‏گرفتگي‏ها در مناطق شهري را بيابد و حجم و عمق آن‏ها را با در نظرگيري تاثير زير‏ساخت‏هاي جمع‏آوري سيلاب محاسبه كند. در مقايسه با مدل USISM مجموع حجم و عمق شبيه‏سازي‏شده به ترتيب 9/13 و 7/12 درصد كاهش داشت كه علت آن مي‏تواند در نظر نگرفتن تاثيرات نوع كاربري و زيرساخت‏هاي جمع‏آوري سيلاب در مدل USISM باشد. روش پيشنهادي مي‏تواند براي ايجاد شبكه‏هاي پيش‏بيني بحران آب‏گرفتگي به‏منزله‏ي راهكاري غيرسازه‏اي براي كاهش پيامدهاي بحران به كار گرفته شود.

The climate change issue is dramatically risen by developing of urbanization. This matter of change resulted in more frequent flooding and inundation problems in the urban areas. The urban flood inundation modeling act as an efficient way to rapidly address these challenges by helping disaster managers. This paper introduces a new simulation model of urban storm-inundation. The proposed method uses commonly available input data to estimate the conditions of inundation quickly. The method is based on hydrologic models and geographic information systems. The effects of storm water infrastructures were also considered in inundation calculation. Terrain depressions are regarded as initial inundated area. The amount of surface runoff, the maximum storage volume, the flow direction and the water flow order between these depressions are all considered in the final inundation simulation. A part of region 22 of Tehran was chosen as study area. The results revealed that the proposed method could find inundation locations in the urban area. It can also calculate inundation depth and its volume while considering the effects of storm water infrastructures. A comparison of our proposed model with the USISM showed that the simulated amount of total volume and total depth in our methodology are reduced about 9.13 and 7.12 percent respectively. The lack of consideration of the effects of land-use type and stormwater infrastructures in USISM model is attributed to this difference. The proposed method can be used to create forcasting system for disaster management of flood inundation and helps managers reduce the effects of stormwater disasters.