گسترش ناهمگون شهر بدون توجه به معیارهای جامع شهرسازی و ویژگی های فیزیکی بستر آن، عدم رعایت حریم رودخانه و تجاوز به قلمرو فعالیت آن بدون در نظر گرفتن دوره های بازگشت چندساله به دلیل ارزش بالای اراضی شهرها که تحت عنوان بازسازی مورد تعرض قرار گرفته و به محدود شدن بستر و سطح مقاطع مسیل ها منجر شده است و افزایش سطوح نفوذناپذیر سبب تغییر الگوی زهکشی طبیعی بستر شهر و جاری شدن سیل در نواحی شهری، آب گرفتگی معابر و ناپایداری ساخت و سازهای شهری شده است. کلانشهر تهران مستقر در دامنه جنوبی کوههای البرز مرکزی، به عنوان پهنه ای با تمرکز بالا و توسعه طرح های عمرانی، زهکش های متعددی را از ارتفاعات شمالی خود دریافت می نماید. رودخانه ها و مسیل ها رواناب های حاصل از بارندگی ها را از دامنه های جنوبی البرز زهکشی نموده و به طور مستقیم وارد شهر تهران می نمایند. با توجه به شمالی- جنوبی بودن جهت شیب، اختلاف ارتفاع و پیک سیلاب بالا، غالب این رودخانه ها سیلابی بوده و رواناب حاصل از بارندگی در مدت زمان کوتاهی وارد پیکره شهری می گردد. با توجه به سابقه سیل خیزی مناطق شمالی تهران، دخل و تصرف در حریم و بستر رودخانه ها و مکانیابی نادرست ساخت و سازهای شهری، آسیب پذیری و تخریب آن ها دور از انتظار نیست. منطقه پنج شهرداری تهران در شمال غرب تهران به دلیل مجاورت و زهکشی حوضه های فرحزاد، حصارک و کن، اجرای و پیاده کردن پروژه های بزرگ ساخت و سازها بدون توجه به حریم رودخانه و بالا بودن نسبی تراکم مسکن و جمعیت که ناشی از نرخ بالای مهاجرپذیری که توام با تغییر کاربری اراضی بوده است، در معرض ناپایداری ناشی از سیلاب قرار دارد. این پژوهش با استفاده از نقشه های توپوگرافی 1:25000، داده های اقلیمی و هیدرومتری (2012 تا 1995) و داده های کاربری اراضی دریافت شده از سازمان شهرداری تهران انجام شده است. معیارهای انتخابی با مدل منطق فازی وزن دهی و در ادامه بر اساس توابع فازی تلفیق گردیدند. نقشه آسیب پذیری نشان از بیشترین آسیب پذیری در مناطق بالادست منطقه 5 و پیرامون مسیل های پایین دست می باشد. نتایج مطالعات آسیب پذیری گویای این است که ترکیبی از عوامل طبیعی بالادست همچون دبی زیاد حوضه ها، عدم رعایت حریم مسیل شهری و نبود توان کافی مسیل های کنونی در هدایت سیلاب سبب تشدید آسیب پذیری این مناطق می شود. همچنین عوامل دیگری همچون بافت فرسوده، سطوح شیب عمودی و ضریب انحناء در تعیین میزان آسیب پذیری نواحی شهری دخالت دارند.

تعیین محل های دارای پتانسیل بالای سیل گیری یکی از اقدامات اساسی برای کاهش خطرات سیل می باشد. در تحقیق حاضر اقدام به مدلسازی گسترش سیل با استفاده از طراحی نرم افزار آنلاین تحت وب با قابلیت پهنه بندی مناطق با پتانسیل سیل گیری از طریق به کارگیری داده های DEM نقشه های گوگل شده است. برای این منظور ابتدا بازه مورد نظر در رودخانه روی نقشه گوگل انتخاب شده و سپس در هر مقطع انتخابی حداکثر سطح مقطع برای عبور جریان محاسبه می گردد. با توجه به میانگین مقاطع در کل بازه و ویژگی های فیزیکی بازه انتخابی حداکثر دبی عبوری از بازه محاسبه می گردد. با این دبی پهنه ایمن گذر سیلاب روی نقشه مشخص می شود. برای دبی های بیش از دبی ایمن نرم افزار، مقطع به مقطع به محاسبه پهنه های در معرض خطر سیل می پردازد و در نهایت نقشه اراضی متاثر از سیل در حاشیه بازه انتخابی ترسیم می گردد. برای نمونه ابتدا مراحل آزمایش نرم افزار بر روی رودخانه خشک شیراز که به دریاچه مهارلو می ریزد مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج رضایت بخش بود. پس از آن اقدام به بررسی واقعه سیل اکتبر 2011 در رودخانه شهر آیوتایا در کشور تایلند گردید. بررسی تصویر ماهواره ای این سیل در کنار بررسی نقشه های توپوگرافی مسیر عبور رودخانه حاکی از وقوع سیلابی با دبی اوج 01/4113 متر مکعب بر ثانیه بود که در مقایسه با دبی 4200 متر مکعب بر ثانیه ثبت شده از آن واقعه سیل 1/2 درصد اختلاف داشت. در صورتی که این سیلاب با وضعیت فعلی منطقه رخ بدهد پهنه سیل گیر محاسبه شده در مقایسه با مساحت متاثر از سیل سال 2011 به میزان 63/17 کمتر است. همچنین سیل فروردین 1398 شیراز نیز شبیه سازی شد که باز گزارش هیات ویژه بررسی سیلاب ها تطابق خوبی داشت.

سیل یک اتفاق ناگهانی و رویدادی سریع و مخرب است که هر ساله در نقاط مختلف جهان باعث بروز خسارات جانی و مالی محسوس و نامحسوس می شود. کنترل و یا کاهش خسارت این عارضه ویرانگر نیازمند مطالعات صحیح و دقیق می-باشد.در این راستا شناسایی مناطق دارای پتانسیل بالای تولید رواناب در آبخیز دارای اهمیت بسیاری می باشد. هدف از این پژوهش تعیین سیل خیزی به صورت توزیعی و زیرحوضه ای و مقایسه آن ها در حوزه آبخیز خانمیرزا واقع در استان چهارمحال و بختیاری می باشد.بدین منظور ابتدا ورودی های مدل با استفاده از نرم افزار ArcGIS 9.3 استخراج و سپس مدل واسنجی و اعتبارسنجی شد. در مرحله بعد برای تعیین سیل خیزی برای واحدهای سلولی و زیرحوضه ای با اجرای روش "عکس العمل سیل واحد" ابتدا بارش طراحی با دوره بازگشت های 25، 50 و 100 در محل ایستگاه آلونی استخراج، سپس میزان تاثیر هر یک از سلول ها و زیرحوضه ها بر آب نمود خروجی کل حوزه آبخیز به دست آمد. نتایج ارزیابی مدل بر اساس مقایسه بین دبی های هم عرض نشان داد، مدل در مرحله اعتبارسنجی با ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب کارایی و ضریب تبیین به ترتیب برابر 1.53، 0.89 و 0.74 آب نمود سیلاب را با دقت بالایی شبیه سازی کرده است. همچنین، نتایج این پژوهش بر اساس نمایه آماری خطای نسبی حجم سیلاب، دبی اوج، زمان پایه و زمان تا اوج نشان داد که مدل ModClark در تخمین حجم سیلاب و دبی اوج خطای کمتری داشته است. نتایج نهایی نشان داد، سیل خیزی در واحدهای زیرحوضه ای از پایین دست به سمت بالادست حوزه آبخیز افزایشی و در واحدهای سلولی از توزیع خاصی پیروی نمی کند.

فراوانی وقوع و قدرت تخریب سیل در سال های اخیر حاکی از آن است که اکثر مناطق کشور در معرض تهاجم سیلاب های ادواری و مخرب قرار دارند. از این نظر شناسایی اصولی مناطق خطرساز و سیل خیز در داخل حوضه آبخیز از جمله مقدمات بسیار مهم در کنترل سیل و کاهش خسارات ناشی از آن محسوب می گردد. مقاله حاضر ارایه روشی است که با استفاده از مدل های ریاضی هیدرولوژی می تواند مناطق خطرساز و سیل خیز را در داخل حوضه آبخیز تعیین و اولویت بندی نماید. در این روش پس از تعیین زیرحوضه بحرانی و شکستن آن تا حد دلخواه و متناسب با امکانات اقتصادی می توان کانون های تولید سیل را در سطوح کوچکتر نیز شناسایی کرد و عملیات اجرایی کنترل سیل را در نقاط حساس و خطرساز بکار گرفت. به منظور اجرای روش مورد نظر ابتدا حوضه آبخیز دماوند به 7 زیر حوضه تقسیم گردید. پس از تعیین خصوصیات فیزیکی کل حوضه و زیر حوضه ها و اجرای مدل هیدرولوژیکی HMS با کاربرد روش تکرار حذف انفرادی زیر حوضه، هیدروگراف های سیل متناظر با بارش های طراحی برای هر یک از زیرحوضه ها محاسبه شد. بدین ترتیب میزان تاثیر هر یک از زیرحوضه ها در تولید سیل خروجی به دست آمد. نتایج نشان داد که با استفاده از این روش می توان کانون های تولید سیل را در سطوح مورد نظر با توجه به سهمی که در تولید سیل خروجی حوضه دارند، مشخص کرد. همچنین میزان مشارکت زیر حوضه ها در سیل خروجی متناسب با دبی اوج زیر حوضه ها نبوده و لزوما زیرحوضه هایی که دبی بیشتری دارند، بیشترین مشارکت را در سیل خروجی حوضه ندارند.  

در طول تاریخ، مخاطرات طبیعی به ویژه سیل و سیلاب یک از بزرگ ترین و مهم ترین بحران های محیطی بوده اند که همه ساله جان هزاران نفر را گرفته و خسارات فراوانی به جامعه ی انسانی و محیط زیست وارد می سازند. این پدیده گاهی در مناطق خشک و نیمه خشک اثرات بیش تری داشته و میزان خسارت را نیز افزایش داده است. تعیین پهنه بندی سیلاب، اولین و اساسی ترین اقدام در امر مدیریت سیلاب و تخمین خسارت وارده است. در همین راستا این پژوهش که از نوع کاربردی است، با هدف شناسایی و پهنه بندی سکونتگاه های در معرض خطر وقوع سیلاب در مناطق خشک به ویژه در حوضه ی آبریز فرخی گردآوری شده است. روش مورداستفاده بهره گیری از روش های هم زمان توصیفی-تحلیلی است با استفاده از سامانه ی اطلاعات جغرافیایی (Gis) به شناسایی پهنه های سیل خیز و مخاطره آمیز پرداخته شده و معیارهای ارتفاع، بارش، پوشش گیاهی، فاصله از رودخانه ی اصلی، زمین شناسی، شیب، شبکه ی زهکشی و کاربری اراضی مدنظر قرارگرفته و نقشه های آن ها استخراج شده اند. نتایج مطالعه و تجزیه وتحلیل ها نشان داد که قسمت های مرکزی حوضه ی فرخی و نیز برخی از مناطق مرتفع و شیب دار غرب حوضه، بیش ترین خطر وقوع سیلاب را دارند. مراکز مسکونی ورزق، ورزگ، عباس آباد، گرگنج و برج محد در معرض خطر شدید بوده و نیاز به توجه کافی در زمینه ی جلوگیری از خطرات جانی و مالی را دارند. همچنین مراکز مسکونی فرخی، مهدی آباد و روستای خشک در پهنه های با خطر وقوع سیلاب کم و خیلی کم قرار گرفته است که پیشنهاد می شود ارزیابی های مدیریت بحران در مناطق موردنظر با توجه به شرایط ویژگی های محلی و نیز میزان بحران صورت پذیرد.

یکی از عوامل وقوع مخاطرات محیطی، تغییر الگوی جریان آب سطحی در دشت­ های سیلابی به دنبال احداث شبکۀ­های پخش سیلاب است. هدف از این تحقیق، تهیه نقشه پهنه­ بندی مناطق آسیب­ پذیر ایستگاه پخش سیلاب دشت موسیان در استان ایلام بعد از اجرای پروژه آبخوان­داری در این دشت می­باشد. برای تهیه این نقشه، پنج عامل مؤثر در تغییر الگوی جریان شامل طبقات ارتفاعی، شیب، جهت جریان، سازندهای زمین ­شناسی و تغییرات کاربری اراضی مورد بررسی قرار گرفت. سپس در محیط GIS به هر طبقه از عوامل مذکور بر مبنای دامنه صفر تا 10 امتیاز داده شد و لایه­ های وزنی مربوطه ایجاد گردید. در ادامه با تلفیق لایه­ های وزنی ایجاد شده، نقشه پهنه­بندی آسیب­ پذیری منطقه بر مبنای 5 طبقه خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد ایجاد شد. نتایج نشان داد مهمترین عامل تهدید و ایجاد خطر، تمرکز آبراهه­ ها در پشت خاکریزهای حساس به فرسایش است. همچنین محدوده مورد مطالعه از نظر آسیب ­پذیری شامل سه کلاس با ریسک متوسط، زیاد و خیلی زیاد است و به­ترتیب 16، 62 و 22 درصد سطح منطقه را شامل می­شود. عرصه پخش سیلاب و بالادست، مناطق خطرخیز و اراضی پائین­دست آن آسیب­پذیرترین قسمت ­های حوضه از نظر وقوع سیلاب و نهشته ­های رسوبی می­باشد.

سیلاب یکی از بلایای طبیعی است که هر ساله در نقاط مختلف جهان و کشور، بیشترین تعداد تلفات و خسارت اقتصادی را رقم می زند. شهرستان خلخال نیز، از این قاعده مستثنی نیست. به طوری که رخداد این پدیدۀ مخرب در طی چند سال گذشته باعث تخریب برخی از راه های ارتباطی، پل ها، آسیب به برخی مناطق مسکونی، اراضی زراعی و باغات واقع در این شهرستان شده است. لذا، با توجه به اهمّیت موضوع؛ هدف اصلی این پژوهش، تولید نقشۀ خطر سیلاب، در شهرستان خلخال، می باشد. در این تحقیق پس از تهیه لایه های رقومی پارامترهای مؤثر (شامل: شیب، جهت شیب، ارتفاع، زمین شناسی، کاربری اراضی، فاصله از شهر و روستا، بارش، فاصله از رودخانه و تراکم رودخانه)، استانداردسازی نقشه های معیار، با استفاده از تابع عضویت فازی انجام شد و وزن هر معیار براساس میزان اهمّیت آن در بروز سیلاب، با توجه به روش کریتیک تعیین شد. در نهایت با بهره گیری از روش تحلیل چند معیارۀ مارکوس، نقشۀ پهنه بندی در پنج طبقه تهیه شد. نتایج مطالعه نشان داد؛ شیب، لیتولوژی، کاربری و بارش به ترتیب؛ با ضرایب وزنی 0/163، 0/155، 0/144 و 0/135، مهمترین عوامل ایجاد سیلاب در شهرستان خلخال هستند. به علاوه به ترتیب 25/12 و 14/58 درصد از مساحت محدوده، در طبقۀ بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارد که نشانگر پتانسیل این شهرستان، برای وقوع سیلاب است. همچنین، با توجه به بهره گیری از روش منحنی راک و سطح زیرمنحنی (0/79)، دقت روش مارکوس، در شناسایی و پهنه بندی مناطق مستعد وقوع خطر سیلاب شهرستان خلخال خوب است. انتظار می رود که نتایج حاصل از پژوهش حاضر، به عنوان ورودی ارزشمندی برای تصمیم گیرندگان در فرآیند شناسایی مناطق تولید سیل و اولویت بندی آن ها برای اقدامات آبخیزداری، مدیریت منابع و سرمایه نقش اساسی داشته باشد.

امروزه به دلیل تجاوز انسان ها به حریم رودخانه ها و نیز تخریب پوشش گیاهی، خسارات ناشی از وقوع سیل افزایش یافته است. این عوامل سبب می شوند تا علاوه بر افزایش خسارات جانی و مالی، خساراتی نظیر فرسایش خاک در بالادست و رسوب گذاری در پایین دست نیز به وجود آیند. در این تحقیق هدف، ارائه راهکاری به منظور کاهش خسارات ناشی از وقوع سیل با استفاده از روش سازه ای و نیز بررسی پهنه سیلاب در اطراف رودخانه ها و بررسی مکان های مناسب برای ایجاد دیواره های حفاظتی در مناطق پرخطر می باشد. به منظور دستیابی به بیشینه سود ناشی از کنترل سیل و نیز کمینه هزینه احداث دایک های حفاظتی از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک استفاده شده است. تابع هدف در این تحقیق بیشینه کردن سود طرح می-باشد. مدل برای رودخانه صرم و خورآباد استان قم برای طول تقریبا 10 کیلومتر از رودخانه با دبی حداکثر سیلاب برای دوره بازگشت 50 و 100 ساله به ترتیب برابر با 279 و 332 متر مکعب بر ثانیه اجرا شد. به منظور طراحی دیواره ها از خاکریزهای ذوزنقه ای با شیب ثابت دیواره استفاده شده است. محل و ارتفاع مناسب این دیواره ها به نحوی تعیین می شوند که میزان خسارتی که در صورت احداث دایک های حفاظتی به منطقه وارد نخواهد شد منهای هزینه ساخت دایک های حفاظتی بیشینه گردد. در صورت احداث دایک های حفاظتی میزان خسارت وارد شده به منطقه حدود 99 درصد نسبت به شرایط عدم وجود دایک کاهش یافته است.

شناسایی مناطق سیل گیر از راهکارهای اساسی کنترل و کاهش آثار مخرب سیل است. شناسایی نقاط حساس سیل از بهترین روش ها برای برنامه ریزی و شناسایی مناطق تحت تأثیر سیل است. به همین دلیل تعیین مناطق حساس به وقوع سیل اهمیت زیادی در مدیریت سیل در منابع طبیعی دارد. تحقیق حاضر درصدد است که با استفاده از دو روش یادگیری ماشینی جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان و 3327 نقطۀ وقوع سیل، مناطق حساس به وقوع سیل در استان اصفهان را تعیین کند. عوامل محیطی در چهار گروه اصلی شامل عوامل توپوگرافی (ارتفاع، جهت شیب، تند شیب)، عوامل اقلیمی (بارش، رطوبت نسبی، باد، درجۀ حرارت)، عوامل زیستی (پوشش گیاهی و رطوبت خاک) و عوامل انسان ساخت (فاصله از مناطق مسکونی، فاصله از جاده، فاصله از اراضی کشاورزی، فاصله از آبراهه) تهیه شدند. دقت مدل ها با استفاده از سطح زیر نمودار (AUC) و آماره های ارزیابی متقاطع ارزیابی شد. بررسی شاخص AUC نشان داد که هر دو مدل دقت مناسبی دارند، هرچند دقت مدل جنگل تصادفی (97/0AUC =) از مدل ماشین بردار پشتیبان (86/0AUC =) بیشتر است. براساس نتایجِ مدل جنگل تصادفی، حدود 41 درصد در طبقۀ پرخطر و حدود 20 درصد در طبقۀ کم خطر و براساس نتایج مدل ماشین بردار پشتیبان، حدود 29 درصد در طبقۀ پرخطر و حدود 30 درصد در طبقۀ کم خطر قرار دارند.