ارزیابی تاثیر تغییر کاربری اراضی بستر رودخانه‌ها بر میزان و شدت سیل (مطالعه‌ی موردی: رودخانه‌ی ارداک)

در سال‌های اخیر تصرف روزافزون بستر و حریم رودخانه‌ها و تغییر کاربری آن‌ها نه‌ تنها تهدیدی برای دسترسی به آب سالم محسوب می‌شود، بلکه باعث شده است که با وجود تداوم دوره‌های خشک‌سالی، مخاطرات سیل افزایش یابد. مدیریت منابع آب و بهره‌گیری از سیل و تبدیل آن به یک موهبت الهی بدون شناخت و تحلیل واکنش مولفه‌های هیدرولوژی به تغییر اقلیم و دخالت‌های انسانی ازجمله تغییر کاربری اراضی بستر و حریم رودخانهها میسر نیست. این پژوهش در سال 1396 در مشهد مقدس و در حوضه‌ی رودخانه ارداک انجام گرفت. برای ترسیم حوضه‌ی آبخیز و استخراج پارامترهای فیزیکی آن از تصاویر ماهواره ای aster و نرم‌افزار hec-geohms استفاده شد. نقشه‌ی بستر موجود رودخانه و حاشیه‌ی آن تهیه و به‌عنوان یک ‌لایه‌ی جدید به نقشه‌ی کاربری اراضی حوضه اضافه شد. با هم‌پوشانی نقشه‌های کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیکی خاک حوضه‌ در محیط gis، نقشه‌ی cn حوضه‌ی آبخیز و متوسطcn  هر زیرحوضه محاسبه گردید. پس از ورود اطلاعات به مدلhec-hms ، مدل اجرا و سیلاب با دوره‌ی بازگشت‌های مختلف شبیه‌سازی شد. نقشه‌های کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیکی خاک برای شرایط تغییر کاربری بستر رودخانه اصلاح و نقشه‌ی جدید cn و سپس متوسط cn هر زیرحوضه‌ تعیین و به مدل معرفی شد. مدلhec-hms مجدد برای شرایطی که cn متوسط زیرحوضه‌ها تغییر و سایر مشخصات آن‌ها ثابت می‌مانند، اجرا گردید. نتایج نشان داد که با تغییر بستر رودخانه به کاربری باغی و زراعی، دبی حداکثر سیلاب و حجم رواناب کاهش می‌یابد که نرخ این کاهش با افزایش دوره‌ی بازگشت سیلاب کم‌تر می‌شود؛ به‌طوری‌که برای سیلاب با دوره‌ی بازگشت 25 ساله در اثر تغییر کاربری اراضی بستر رودخانه، دبی حداکثر سیلاب و حجم رواناب به ترتیب 3/3 و 2/6 درصد کاهش را نشان می‌دهد.

Evaluation of the impact of river bed land use change on amount and severity of floods (Case Study: Ardak River)

AbstractIn recent years, the increasing possession and changing in land use of river bed not only have posed a threat to healthy water availability, but also have increased the risk of floods, as droughts continue. Managing water resources and converting flood water into a divine gift is impossible without understanding and analyzing the response of hydrological components to climate change and human interference, including changing in the land use of river bed. This study was performed in 2017 in Ardak River Basin, Mashhad. The ASTER satellite images and HEC-GeoHMS software were used to outline catchment boundaries and extract its physical parameters. The existing river bed map and its periphery were prepared and added as a new layer to the basin land-use map. By integrating land-use maps and soil hydrological groups of basin in GIS environment, the CN map of catchment area and average CN of each sub-basin were calculated. After entering data into HEC-HMS model, the model was run and flood was simulated with different return periods. Land use and soil hydrological group maps were reformed. Then the new CN map and the average CN of each sub-basin were determined and introduced to the model based on the changes in the land-use map. The HEC-HMS model was re-run for the conditions where the mean CN of the sub-basins changed and their other characteristics remain constant was ran. The results showed that by changing the riverbed land use to agriculture, the maximum flood discharge and runoff volume decreased while the decrease rate reduced with increasing flood return periods. As for floods with 25 year return period, due to changing land use of river bed, maximum flood discharge and runoff volume  decreased by 3.3% and 2.6%, respectively.