شناسایی الگوهای جوی مولد سیلاب و شبیه سازی تبدیل بارش به رواناب در محدوده مطالعاتی شیراز

سابقه و هدف: سیلاب ناشی از افزایش ناگهانی ارتفاع آب رودخانه به ­دلیل وقوع بارندگی شدید است. آب اضافه از دبی پایه و بستر رودخانه خارج شده و وارد محیط مجاور می­ شود که باعث می­ شود خسارت­ های هنگفتی به اکوسیستم ­ها و زیرساخت­ های منطقه در دشت­ های سیلابی  وارد شود. به ­منظور تدوین برنامه ­ی راهبردی در مسیر مدیریت بحران، شناخت سازوکار و تکوین پدیده­ ی سیلاب و میزان رواناب ایجادشده ناشی از آن در اولویت قرار دارد. طی سال­ های اخیر، سیلاب­ های فراوانی در حوضه آبریز رودخانه خشک شیراز اتفاق افتاده است. مهیب­ ترین سیلاب منطقه در روزهای ۵ و ۶ فروردین­ ماه ۱۳۹۸ در حوضه رخ داد و خسارت­ های اقتصادی- اجتماعی و جانی شدیدی بر منطقه و مردم شهر وارد ساخت. با شناخت سازوکارها و تکوین الگوهای اتمسفری مولد سیلاب، می ­توان اولین گام را در مهار سیلاب برداشت و همچنین با پیش ­بینی میزان رواناب تولید شده، نحوه­ ی مقابله با آن را تشخیص داد. به­ همین دلیل پژوهش حاضر در راستای مدیریت محیط ­زیستی حوضه ­ی آبخیز رودخانه خشک شیراز، سعی در رهیافت مدیریت سیلاب بر مبنای شناخت الگوهای مولد سیلاب و شبیه ­سازی میزان رواناب تولید شده را دارد.مواد و روش ­ها: به ­منظور بررسی ویژگی­ های بارش در محدوده­ ی مطالعاتی رودخانه خشک شیراز، میزان بارش روزانه از ۱۲ ایستگاه باران ­سنجی در محدوده طی بازه ­ی زمانی ۲۰۰۱ تا ۲۰۱۹ به ­دست آمد. سپس بارش ­ها در مقیاس سالانه و ماهانه مرتب­ شد و در محیط پردازشی ArcGIS، پهنه ­بندی بارش با الگوریتم کریجینگ انجام شد. همچنین بارش­ های بیش از ۴۰ میلی­متر از ۱۲ ایستگاه باران­سنجی استخراج گردید و به ­عنوان روزهای سیلابی درنظر گرفته شد. برای هر ایستگاه باران­سنجی، تعداد روزهای سیلابی تعیین شده و در محیط ArcGIS، پهنه­ بندی روزهای سیلابی با الگوریتم کریجینگ انجام شد.  سپس، سه وقوع سیلاب در روزهای ۱۶ فوریه ۲۰۱۷، ۲۶ مارس ۲۰۱۹ و ۲۳ ژانویه ۲۰۲۰ که در هر سه روز، میانگین بارش در محدوده­ ی مطالعاتی شیراز، ۱۰۰ میلی­متر بود، انتخاب شده و با رویکرد سینوپتیکی، اندرکنش ­های جوی و الگوهای مولد سیلاب شناسایی گردید. سپس با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS میزان تبدیل بارش به رواناب در هر یک از زیرحوضه ­های موجود در محدوده مطالعاتی شیراز شبیه سازی شد.نتایج و بحث: نتایج نشان داد که بیشینه­ ی بارش در فوریه و کمینه ­ی آن در جولای رخ می­ دهد. بیشینه ­ی بارش سالانه در مناطق کوهستانی قلات و گلستان با ۶۲۷ میلی­متر و کمینه ­ی آن در مهارلو به میزان ۲۴۵ میلی­متر است. نتایج سینوپتیکی نشان داد که استقرار ناوه ­ی کم ­ارتفاع و سردچال جوی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال در شرق مدیترانه به همراه استقرار سیستم کم ­فشار دینامیکی ایران موجب ناپایداری هوای سطحی در استان فارس شده و با تزریق رطوبت از خلیج ­فارس به توده­ ی هوا، موجب وقوع بارش­ های سیلابی در شیراز شده است. نتایج مدل­سازی بارش- رواناب نشان داد که بیشترین میزان رواناب در زیرحوضه ­های صدرا و قلات به­ ترتیب ۵۷۷۳ و ۵۰۷۶ هزارمترمکعب بود و بیشینه ­ی دبی پیک نیز در صدرا و قلات به ­ترتیب ۶۶۶ و ۳۸۹ مترمکعب در ثانیه بود که طی ساعت ۱۷:۰۰ اتفاق افتاد. بیشترین حجم نفوذ بارش در قلات و چنار راهدار به ­ترتیب ۵۴۲۳ و ۲۵۴۶ هزارمترمکعب بود و کمترین میزان نفوذ در دروازه قران با ۲۴۷ هزارمترمکعب بود که دلیل اصلی آن تراکم بالای کاربری مسکونی- تجاری در این زیرحوضه است.نتیجه ­گیری: پیشنهاد می­ گردد که به ­منظور مدیریت بحران سیلاب در شیراز، مدیریت رواناب­ های تولیدشده در زیرحوضه ­های شمالی همچون قلات، گلستان و صدرا و استفاده از الگوهای مناسب مدیریت رواناب مانند زیرساخت­های سبز و آبی می­ تواند در مهار سیلاب کارساز باشد.

کلیدواژه ها:

سردچال ، سیلاب ، HEC-HMS ، رواناب ، شیراز