برآورد مقادیر ارتفاع رواناب و دبی حداکثر سیلاب با استفاده از تلفیق مدل‌های اتومات سلولی و scs (مطالعه موردی: حوضه آبخیز لاویج‌رود)

حوضه آبخیز لاویج‌رود عمدتاً به دلیل وضعیت توپوگرافی و فیزیوگرافی، موقعیت اقلیمی، عدم رعایت مشخصات فنی در احداث راه و ابنیه فنی و تجاوز به حریم رودخانه، زمین‌شناسی و دیگر عوامل موثر در ایجاد رواناب، دارای پتانسیل تولید سیل در برخی از مواقع سال میباشد. در این پژوهش کارایی مدل‌های اتومات سلولی و scs به منزله روش‌های نوین و امکان تلفیق آن‌ها با برنامه‌های gis برای شبیهسازی خطر سیلاب و هیدروگراف جریان برای لاویج‌رود مطالعه شد. از داده‌های کاربری اراضی، گروه‌های هیدرولوژیک خاک، dem، داده های بارش و ضریب زبری استفاده شد که همه لایه‌ها در قالب رسترهای با اندازه سلول 30×30 تهیه شدند. بخش زیادی از حوضه دارای گروه هیدرولوژیکی c و d است که نفوذپذیری کم و خیلی کم دارند؛ بدین‌معنی که حجم زیادی از بارش در این قسمت‌ها می‌تواند تبدیل به رواناب شود. نیمه شمالی به‌ویژه شمال غربی حوضه، به‌دلیل قابلیت نفوذ کم و نیز نزدیکی به خروجی حوضه، دارای ارتفاع و عمق رواناب بسیار زیادی است. همچنین، خطر سیلاب در مسیر رودخانه لاویج و در اراضی اطراف آن (دشت سیلابی رودخانه) به‌ویژه در پایین‌دست رودخانه بالاست. شبیه‌سازی سیلاب در حوضه لاویج‌رود نشان داد که علاوه بر کاربری اراضی، خاک، نفوذپذیری و شیب، پراکنش مکانی مقدار بارش عامل مهمی در تجمع رواناب به یک سمت از جریان پایین‌دست حوضه و تولید سیلاب است. حوضه آبخیز لاویج رود عمدتاً به دلیل وضعیت توپوگرافی و فیزیوگرافی، موقعیت اقلیمی، عدم رعایت مشخصات فنی در احداث راه و ابنیه فنی و تجاوز به حریم رودخانه، زمین شناسی و دیگر عوامل موثر در ایجاد رواناب، دارای پتانسیل تولید سیل در برخی از مواقع سال می باشد. در این پژوهش کارایی مدل‌های اتومات سلولی و scs به منزله روش‌های نوین و امکان تلفیق آن‌ها با برنامه های gis برای شبیه سازی خطر سیلاب و هیدروگراف جریان برای لاویج رود مطالعه شد. از داده های کاربری اراضی، گروه‌های هیدرولوژیک خاک، dem، داده های بارش و ضریب زبری استفاده شد که همه لایه ها در قالب رسترهای با اندازه سلول 30×30 تهیه شدند. بخش زیادی از حوضه دارای گروه هیدرولوژیکی c و d است که نفوذپذیری کم و خیلی کم دارند؛ بدین معنی که حجم زیادی از بارش در این قسمت ها می تواند تبدیل به رواناب شود. نیمه شمالی به ویژه شمال غربی حوضه، به دلیل قابلیت نفوذ کم و نیز نزدیکی به خروجی حوضه، دارای ارتفاع و عمق رواناب بسیار زیادی است. همچنین، خطر سیلاب در مسیر رودخانه لاویج و در اراضی اطراف آن (دشت سیلابی رودخانه) به ویژه در پایین دست رودخانه بالاست. شبیه سازی سیلاب در حوضه لاویج رود نشان داد که علاوه بر کاربری اراضی، خاک، نفوذپذیری و شیب، پراکنش مکانی مقدار بارش عامل مهمی در تجمع رواناب به یک سمت از جریان پایین دست حوضه و تولید سیلاب است.

Estimating of runoff height and flood maximum discharge using Cellular Automata and SCS models, (Case Study: Lavijrood watershed)

The Lavijrood watershed can produce seasonal floods; this is due to its topographical and physiological situation, climate system, noncompliance with technical construction standards, riverside violation, geology, and the other factors that affect the runoff production. In this research, we investigated the performance of the cellular automata (CA) and SCS model as a suitable estimation method and examined the possibility of integrating the method with the ArcGIS application to simulate the flood hazards and the hydrograph flow for the Lavijrood. The runoff height and the flood hazard were obtained through the SCS method. The flood simulation using the SCS method requires the data of land use, hydrologic groups of soils, Digital Elevation Map (DEM), rainfall, and the roughness coefficient of the basin. The raster format of all these layers was prepared with cell sizes of 30×30 m. A large part of the Lavijrood watershed belongs to the hydrological groups C and D, which have very low permeability. This means that a large volume of rainfalls converts into runoffs. Due to the low permeability and the vicinity to the watershed outlet, the northern half, especially in the northwest of the watershed, has a very high runoff depth and height. Also, the flood risk is high in the Lavijrood River route and its surrounding area especially at the downstream. The runoff simulation in this watershed showed that land use, soil, permeability, slope, and the geographical distribution of rainfalls are the most important factors that control runoffs and their movement to downstream locations to produce floods.