بررسی تأثیر روش توسعة کم‌اثر بشکة ذخیرة آب باران در کاهش آب‌گرفتگی ناشی از وقوع سیلاب شهری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی دانشگاه تربیت مدرس ‏

2 استاد و مدیر گروه سازه های آبی داشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

3 کارشناس شرکت مهندسی مشاور مهاب قدس

چکیده

بهره‌گیری از روش‌های نوین توسعة کم‌اثر، از اقدامات اصلی در مدیریت سیلاب‌های شهری و کاهش مشکلات ناشی از آن است. در این تحقیق، تحلیل آب‌گرفتگی معابر شهری و کارایی وضع موجود شبکه به‌کمک مدل ریاضی EPA-SWMM برای بخشی از منطقة 13 شهر تهران بررسی شده است. پس از تهیة مدل شبکة جمع‌آوری آب‌های سطحی منطقه، مقدار رواناب برای دوره‌های بازگشت 2، 5 و 10سال بررسی شد. میزان درصد فرار آب از محل‌های آبگرفتگی در هر دوره، به‌ترتیب 3/19، 24 و 27درصد محاسبه شد. طبق نتایج مدلسازی، این شبکه تنها بخشی از رواناب تولیدشده را عبور می‌دهد و باقی به‌صورت سیلاب، سبب آب‌گرفتگی معابر خواهد شد. سپس، اثر به‌کارگیری روش توسعة کم‌اثر بشکة ذخیرة آب باران با دو اندازة مختلف، برای دوره‌های بازگشت مذکور بررسی شد. طبق نتایج، حجم فرار آب از محل‌های آب‌گرفتگی، در هر دورة بازگشت، در مدلسازی بشکة ذخیرة کوچک‌تر به‌ترتیب 47، 6/21 و 7/9 درصد و در بشکة ذخیرة بزرگ‌تر به‌ترتیب 3/47، 6/39 و 7/38 درصد کاهش داشته است. مقایسة نتایج حاصل از اجرای مدل در وضع موجود و با به‌کارگیری LID در این تحقیق نشان می‌دهد که با به‌کارگیری رویکردهای نوین، می‌توان آثار منفی سیلاب‌های با دورة بازگشت کوچک را تا حدود 40 درصد کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Flooded areas reduction analysis by means of low impact development, rain barrel

نویسندگان [English]

  • Maryam Movahedinia 1
  • Jamal Mohammad vali samani 2
  • Fakhreddin Barakhasi 3
1 Master Student in Water Structure in Tarbiat Modares University
2 Professor & Head of Water Structure Group in Tarbiat Modares University
3 Expert in Mahab‏ ‏Ghodss Consulting Engineering Co.‎
چکیده [English]

‎
 Abstract
Urban floods management and its problems reduction, applying modern methods such as low impact development (LID), can be considered as one of the main measures in this context. In this study, urban storm water existing network is analyzed to find flooded areas in some parts of Tehran district number 13 using EPA-SWMM mathematical model. After creating storm water existing network model, storm event with return periods (RPs) 2, 5 and 10 years have been selected. Results show that in comparison with total runoff, flood volume of flooded areas in each RPs is 19.3, 24 and 27 percent, respectively. Thus, storm water existing network can only pass some parts of runoff and the rest causes urban inundation. After that, applying Rain Barrel (RB) as a low impact development technique, with two different sizes for all RPs mentioned above, were studied. Based on the results, flood volume exit out of the flooded areas for RB smaller size was reduced 47, 21.6 & 9.7 percent and for RB larger size 47.3, 39.6 & 38.7 percent for all RPs mentioned above respectively. Comparison between LID technique and Non-LID technique shows that novel approaches such as rain barrel as a LID technique can reduce negative effects of small storm events 40 percent approximately.

کلیدواژه‌ها [English]

  • EPA-SWMM
  • Hydraulic
  • low impact development
  • open channel
  • rain barrel
  • Urban Runoff

مراجع

1- رستمی پ. فروتن ا. وروانی ج. وعباسی زاده م(1390)بررسی تأثیر شهرسازی در رواناب حوزه های آبخیز شهری با استفاده از مدل SWMM - مطالعه موردی منطقه 22 تهران.پنجمین کنفرانس سراسری آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک، کرمان.
2- رضیی ط(1379)تعیین الگوی زمانی و مکانی بارشهای کوتاه مدت در استان تهران. دانشگاه تربیت مدرس، تهران. پایان نامه کارشناسی ارشد.
3- سعیدی م.حسینی ر.وملازاده م (1394) بررسی مزیت های روش توسعه کم اثر در جمع آوری رواناب های سطحی شهر، همایش ملی استفاده از فناوری ها و تکنولوژی های نوین طراحی، محاسبه و اجرا در مهندسی عمران، معماری و شهرسازی، مراغه، آذربایجان غربی.
4- سلطانی ک. سلیمانی بابرصاد ح. ورمضانی پوردستجردی ف(1393) روش های نوین معماری و شهرسازی در توسعه کم اثر، اولین کنفرانس ملی مهندسی عمران و توسعه پایدار ایران، تهران.
5- شریفان ر.روشن الف واوجی م(1387) بکارگیری مدل SWMM در طراحی و جمع آوری رواناب سطحی، هفتمین کنفرانس هیدرولیک، دانشگاه صنعت آب و برق، تهران.
6- شهبازی، ع .1392. مدیریت رواناب برای کاهش خطرات با استفاده از مدل SWMM، مطالعه موردی شهر ماهدشت، پایان نامه ارشد، دانشگاه تهران.
7- طاهری بهبهانی م. و بزرگ زاده م(1375) سیلابهای شهری، چاپ اول، انتشارات مرکز مطالعات و تحقیقات شهرسازی و معماری ایران. تهران. 536 صفحه.
8- طرح جامع مدیریت آبهای سطحی تهران(1391) جلد یازدهم، خلاصه گزارش مطالعات، معاونت فنی و عمرانی شهرداری تهران. 269 صفحه.
9- نصری م. و همکاران (1382) سیمای اقلیمی منطقه اردستان، رخداد سیل و خشکسالی و اثرات آن، مجموعه مقالات همایش منطقه ای اردستان، اصفهان.
10- Alca´ntara-Ayala,I. (2002) Geomorphology, natural hazards, vulnerability and prevention of natural disasters in developing countries, Geomorphology 47: 107–124.
 11- Chiang Y M, Chang L C, Tsai M J, Wang Y F and Chang F J (2010) Dynamic neural networks for real time, water level predictions of sewerage systems – covering gauged and ungagged sites, Hydrology and Earth System Sciences 7: 2317–2345.
  12-De Hoo A, Odijk M, Koster E and Lucieer A (2001) Assessing the Effects of Land Use Changes on floods in the Meuse and Oder Catchments, Phys.Chem. Earth (B), 26(7-8):593-599.
 13-Elliott A H  And Trowsdale S A(2007) A review of models for low impact urban storm water drainage, Environmental Modeling & Software, 22(3): 394-405.
 14- Fernandez, D. S., and M. A. Lutz(2010) Urban flood hazard zoning in Tucumán Province, Argentina, using GIS and multicriteria decision analysis, Engineering Geology 111.1: 90-98.
15-Huong  H T L and Pathirana A (2013) Urbanization and climate change impacts on future  urban flooding in Can Tho city, Vietnam. Hydro l. Earth Syst. Sci. 17: 379-394.
 16-Janga S, Chob M, Yoonc J, Yoond Y, Kime S, Kimf G, Kimg L and Aksoyh H(2007) Using SWMM as a tool for hydrologic impact assessment, Desalination, 212(1): 344-356.
 17-Jung-min L, Kyoung-hak H, Jong-soo C, Yeo-jin Y, Franz K and F.Geronimo (2012) Flood reduction analysis on watershed of LID design demonstration district using SWMM5 Desalination and Water Treatment,38(1-3):255-261.
 
18- MAbi Aad, M P, Suidan M T, & Shuster W D (2009). Modeling techniques of best management practices(BMPs): rain barrels and rain gardens using EPA SWMM-5, Hydrologic Engineering, 15(6), 434-443.
19-Matlock M, Tate R, Niederman Z, Lewis S E and Metrailer J(2010) Low Impact Development Manual for Arkansas, Center for Agricultural and Rural Sustainability.
 20- Mikovits, C., Rauch, W. and Kleidorfer, M., 2014. Dynamics in urban development, population growth and their influences on urban water infrastructure. Procedia Engineering, 70, pp.1147-1156.
21-Prince George's County,. (1999). Low-impact development design strategies: An integrated design approach. Department of Environmental Resources, Programs and Planning Division, Prince George’s County, Maryland.
22- Rossman, L. A. (2010). Storm water management model user's manual, version 5.0 , Cincinnati, OH: National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, US Environmental Protection Agency, p. 276
23- Rossman L. (2016) Storm Water Management Model Reference Manual Volume 1 - Hydrology -Revised, EPA No. 600/R-15/162A, 235 pp
24-Sharifian R A, A Roshan, M Afalatoni, A Jahadi and M Zolghadr (2010) Uncertainty and Sensitivity Analysis of SWMM Model in Computation of Manhole Water Depth and Sub catchment Peak Flood, Procedia Social and Behavioral Sciences. (In Persian)
 25-Sin J, Jun C, Zhu  J H and Yoo  C(2014), Evaluation of Flood Runoff Reduction Effect of LID (Low Impact Development) based on the Decrease in CN: Case Studies from Gimcheon Pyeonghwa District, Korea. 12th International Conference on Computing and Control for the Water Industry, CCWI2013, Procedia Engineering,Volume 70: 1531-1538.
26- US Environmental Protection Agency(USEPA) (2000) Low Impact Development (LID): A Literature Review. Washington, DC, http://water.epa.gov/polwaste/green/upload/lid.pdf Accessed Sept. 7
 27-Weston Solutions, Inc. (2010) Rain Barrel Downspout Disconnect Best Management Practice Effectiveness Monitoring and Operations Program Final Report, Storm Water Department, Pollution Prevention Division, San Diego, 53 p.
  28- Young K D, Younos T, Dymond R L & Kibler D F (2009) Virginia’s Storm water Impact Evaluation: Developing an Optimization Tool for Improved Site Development, Selection and Placement of Storm water Runoff best management practices (BMPs). Virginia Water Resources Research Center (VWRRC) SR44–2009, Virginia Tech, Blacksburg, USA.
مدیریت آب و آبیاری
دوره 7، شماره 1
شهریور 1396
صفحه 1-16

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار