مدیریت سیلاب شهری از طریق شبیه‌سازی ‏رواناب سطحی با استفاده از مدل swmm در شهر گرگان، استان گلستان

سابقه و هدف: سیستم‌های جمع‌آوری و دفع آب‌های سطحی ناشی از بارندگی از اجزا مهم برنامه‌ریزی و عمران مناطق شهری هستند و هر گونه سهل‌انگاری در طراحی صحیح آن‌ها می‌تواند برای جوامع بشری مشکل‌آفرین باشد. در طراحی شبکه جمع‌آوری آب‌های سطحی با افزایش و وسیع‌تر شدن سطح شبکه مقدار خطاهای طراحی افزایش می‌یابد. برای کاهش این خطا نیاز به طراحی دقیق شبکه می‌باشد. استفاده از مدل‌های رایانه‌ای کمک شایانی به طراحی دقیق نموده و در به‌دست آوردن طرح اقتصادی نقش بسیار مفید دارند. مواد و روش‌ها: در این مطالعه به‌منظور تعیین ابعاد بهینه شبکه زهکشی شهر گرگان از مدل هیدرولوژی- هیدرولیکی swmm استفاده شده است. در این مطالعه برای واسنجی مدل از چهار واقعه بارندگی در تاریخ‌های 22/11/1390، 30/11/1390، 1/12/1390، 2/12/1390 استفاده شد و سرعت رواناب متناظر در خروجی زیرحوزه‌های منتخب برداشت شد. شاخص‌های کارایی مدل در این پژوهش شامل ناش- ساتکلیف، ریشه مربع خطا و بایاس در برآورد دبی اوج و حجم جریان نیز می‌باشد. یافته‌ها: نتایج حاصل از واسنجی مدل نشان داد که دبی اوج و حجم جریان شبیه‌سازی انطباق خوبی با مقادیر مشاهداتی دارد (7/0ns=، 006/0rmse=، 44/11bias%=) و از نتایج به‌دست آمده در فرایند واسنجی برای برآورد مقدار بهینه پارامترها استفاده شد. به‌منظور ارزیابی و تست اعتبارسنجی مدل از دو واقعه 2/2/1391 و 16/2/1391، استفاده شد نتایج حاصل از ارزیابی، کارایی و دقت مدل را تایید می‌کند که در مورد هر دو واقعه مذکور شاخص‌های کارایی مدل، در حد قابل‌قبولی است (69/0ns=، 00043/0rmse=، 1/8bias%=)، پس از ارزیابی کارایی مدل، بارش طرح با دوره بازگشت‌های طراحی محاسبه شد و مدل با دوره بازگشت‌های طراحی با توجه به پارامترهای بهینه و ابعاد شبکه زهکشی موجود اجرا گردید. دبی اوج عبوری از مجاری، براساس شدت بارش‌های طراحی مشخص شد و با توجه به نتایج حاصل از مدل براساس وجود و یا عدم وجود اضافه بار و شرایط سیلابی در محل گره‌ها و مجاری، کفایت شبکه موجود برای انتقال رواناب سطحی با دوره‌های بازگشت طراحی ارزیابی گردید با توجه به نتایج حاصل از مدل، در دوره بازگشت‌های دو، پنچ و ده سال به‌ترتیب 48/12، 58/30 و 11/ 40 درصد از طول مجاری شبکه زهکشی موجود شرایط بحرانی و سیلابی نیز دارند. در نهایت ابعاد بهینه مجاری سیلابی برای هر کدام از دوره بازگشت‌های طراحی با توجه به تیپ ابعاد بهینه از طریق آزمون سعی و خطا توسط مدل تعیین گردید. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش بیانگر آن است که مدل swmm دقت مورد نیاز را برای شبیه‌سازی رواناب شهری را دارد و از این مدل می‌توان برای طرح‌های مدیریت رواناب شهری و طراحی شبکه جمع‌آوری و دفع آب‌های سطحی استفاده نمود.