مدیریت سیلاب در حوضه آبریز رودخانه کن با رویکرد شبیه‌سازی و بهینه سازی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

2 گروه مهندسی منابع آب، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، تهران، ایران

3 پژوهشکده مطالعات و تحقیقات منابع آب، موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، تهران، ایران

چکیده

در مقاله حاضر تلاش شده است با در نظر گرفتن این رویکرد جدید، برنامه‌ای برای مدیریت سیل رودخانه کن در شمال تهران، ارائه گردد. نکته کلیدی در این رویکرد، توجه به مسائل اجتماعی و آسیب پذیری اجتماعی و ترکیب بهینه روش­های مختلف است به نحوی که بتوان با حداقل سرمایه گذاری بیشترین کاهش خسارت را داشت. لذا به منظور شبیه سازی جریان سیلاب در آبراهه­ها دو سناریو تعریف گردید و برای هر یک از سناریوها ترکیب‌های بهینه مختلفی از روش­های قابل اجرا پیشنهاد شد. با توجه به این رویکرد، مدل شبیه‌ساز MIKE-11 به منظور شبیه سازی سیلاب به همراه الگوریتم ژنتیک برای حداقل کردن خسارت‌ها استفاده و ترکیب بهینه روش‌های مختلف با در نظر گرفتن سطوح مختلف سرمایه گذاری ارائه گردید. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد از میان روش‌های سازه‌ای، دیوار سیل بند و بند تاخیری و از  بین روش‌های غیر سازه‌ای، آبخیزداری، مقاوم سازی و هشدار سیل بیشترین تاثیر را بر مدیریت موثر سیلاب داشته‌اند. ترکیب بهینه این روش‌ها در نقاط مختلف حوضه، توانسته است بین 2 تا 50 درصد دبی پیک سیلاب را در پایین دست حوضه کاهش دهد. بعلاوه مطابق نتایج بدست آمده، سرمایه گذاری تا 10 هزار میلیون تومان در حوضه کن خواهد توانست بیش از 30% کاهش خسارت سیلاب را به همراه داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Flood Management in Kan River Basin Using a Simulation- Optimization Approach

نویسندگان [English]

  • Farhad Hooshyaripor 1
  • Jafar Yazdi 2
  • Morteza Eftekhari 3
  • Sara Sheshangosht 3
  • Fateme Javadi 3
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
2 rtment of Water Resources Engineering, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University Shahid Abbaspour College of Engineering, Tehran, Iran
3 Water Resources Research and Research Institute, Ministry of Water Research Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]

Weaknesses of the conventional flood management approach, lack of integrated view to the basin, no attention to the social impact, and low level of non-structural measure considerations, have the reason for a new approach to integrated flood management. Applying the new approach, this paper proposes an effective plan for flood management in the Kan River basin, north of Tehran. The main challenges in the study are quantification of social vulnerability and selection of optimal combination of feasible measures such a way that maximum potential of damage reduction be achieved while the least funding be spent. Therefore, flood flow with 100 yr and 200 yr return periods was simulated applying MIKE11 coupling with NSGA-II to minimize the implementation cost. Based on the prepared model, various combinations of applicable methods were proposed considering different level of fund allocations. Results showed that out of structural measures flood wall and retention dam and out of non-structural measures watershed management, reinforcement, and flood warning have been the most effective measures. The optimal combination of these measures can reduce 2 to 50 percent of flood peak discharge at downstream. Moreover, the obtained results showed that about 100 billion Rials investment in the basin would reduce up to 30% flood damage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Integrated Flood Management
  • Structural and non-Structural Methods
  • Vulnerability
  • Simulation-Based Optimization Model
  • Kan Basin