کاربرد مدل Epaswmm در شبیه سازی سیلاب ورودی به مناطق شهری از بازه های هیدرولوژیکی روستایی با استفاده از روابط ریاضی مطالعه موردی : شهرک پایداری شهر مشهد

مدلهای متعددی برای شبیه‌سازی سیلاب ورودی به مناطق شهری از بازه های روستایی طراحی شده که مدل epaswmm یکی از آنها می باشد. حوزه آبخیز شهری مشهد (بازه های هیدرولوژیکی روستایی مشرف به شهر مشهد) با 8 زیرحوزه مستقل و با مساحت 2472 هکتار در جنوب شهر مشهد واقع شده و محدوده مورد مطالعه، منطقه مسکونی شهرک پایداری مشهد با مساحت 95.6 هکتار در پایین دست زیرحوزه های m2، m3 و m4 می‌باشد. بدلیل دبی پیک زیاد سیلاب زیرحوزه های m2، m3 و m4 ، ظرفیت کانالهای انتقال شهری در منطقه شهرک پایداری کافی نبوده و پس از هر بارندگی، رواناب زیادی وارد مناطق مسکونی می شود. هدف از این پژوهش ارزیابی کارایی مدل epaswmm در شبیه‌سازی رواناب می‌باشد. محدوده مطالعاتی به 12 واحد هیدرولوژیک (out1 الی out12) تفکیک شده وشبکه جمع آوری رواناب در قالب گره ها کانالها وارد مدل شد. از چهار واقعه بارندگی برای ارزیابی و واسنجی مدل استفاده شده که در بخش واسنجی ، مقدار نمایه نش ساتکلیف (ns) برای متغیر دبی در واقعه اول و سوم به ترتیب 0.94 و 0.92 و برای ارتفاع رواناب به ترتیب 0.9 و 0.86بوده و نشاندهنده بالابودن دقت شبیه سازی رواناب شهری با استفاده از مدل epaswmm در هر دو متغیر می‌باشد. نتایج بخش ارزیابی مدل برای دو واقعه دوم و چهارم نشان می‌دهد که نمایه های (ns) و (r2) برای سه متغیر دبی، ارتفاع و سرعت رواناب به ترتیب از 0.78 تا 0.9 و 0.73 تا 0.89 متغیر بوده که نشاندهنده همبستگی زیاد داده‌های مشاهده ای و شبیه سازی شده می‌باشد. سناریوهای کاهش سیلاب در واحدهای هیدرولوژیکی با توجه به نتایج شبیه سازی بررسی شده و نتایج نشان داد که اتصال گره های کد 5 ، 8، 11 و 12 ظرفیت انتقال رواناب در سرعتهای بالا را نداشته و بر اساس نتایج روندیابی مدل، تغییر ابعاد گره و کانال انجام شده است.

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

AbstractDifferent 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 independent 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 sufficient 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 nodeschannels 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.