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.  

ایجاد رواناب در سطح زمین مشکلاتی مانند فرسایش خاک، وقوع سیلاب، کاهش حاصلخیزی خاک و پوشش گیاهی و حتی کاهش منابع آب زیر زمینی را در بر دارد که عواملی مانند شرایط اقلیمی، خاک، شرایط توپوگرافی زمین و پوشش سطح خاک در آن تاثیر دارند. در این تحقیق سطح حوضه آبخیز کسیلیان به مساحت 68 کیلومتر مربع که از نظر پتانسیل سیل خیزی وضعیت مناسبی نداشته مورد مطالعه قرار گرفته است. روش تحقیق بدین ترتیب بوده است که ابتدا با بکارگیری سیستم اطلاعات جغرافیایی مدل فیزیکی حوضه آبخیز با بکارگیری DEM، شبیه سازی شده و با وارد نمودن این اطلاعات در مدل هیدرولوژیک HEC-HMS، یک مدل بارش - رواناب با بکارگیری روش SCS برای حوضه آبخیز کسیلیان ارائه گشت. پس از بهینه سازی مدل، اعتباریابی مدل هیدرولوژیک حوضه با اجرای آن برای سه واقعه بارش گذشته و مقایسه هیدروگراف های شبیه سازی شده با هیدروگراف های مشاهداتی انجام پذیرفت و با روش حذف انفرادی زیر حوضه ها، میزان مشارکت در تامین دبی اوج و حجم رواناب خروجی حوضه، برای هر یک از زیرحوضه ها بررسی و طبقه بندی شد. نتایج نشان داد که زیر حوضه های با پوشش جنگلی دارای کمترین میزان رواناب و پتانسیل سیل خیزی است و بیشترین پتانسیل تولید رواناب در زیر حوضه هایی است که دارای اراضی وسیع زراعی و گسترش خاکهای گروه هیدرولوژیک C (بافت سنگین) اراضی غیر قابل نفوذ می باشند.

اولویت­بندی مناطق مختلف و زیرحوضه­ها از نظر پتانسیل سیل­خیزی تأثیر مهمی در مدیریت حوزه­آبخیز دارد. هدف از اولویت­بندی سیل­خیزی در زیرحوضه­ها، ارائه الگویی برای کنترل و کاهش خطرات سیل و ارزیابی نقش هریک از زیرحوضه­ها در دبی­اوج هیدروگراف سیلاب خروجی حوضه می­باشد. در این تحقیق حوضه تالار بدلیل وقوع سیل­های متعدد، بعنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب و در ادامه عوامل مؤثر بر سیل­خیزی نظیر بارش باران در دوره بازگشت های مختلف، طول جریان، درصد شیب، کاربری اراضی، گروه هیدرولوژی خاک، مقادیر CN و زمان­تمرکز شناسایی و سپس با استفاده از تلفیق نرم­افزار ArcGIS و مدل ModClark، پتانسیل تولید رواناب در حوضه تالار در پنج طبقه خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد در سه دوره بازگشت 25، 50 و 100 سال تهیه شد. همچنین براساس نتایج بدست آمده سهم زیرحوضه­ها در پتانسیل سیل­خیزی کل­حوضه تنها تحت تأثیر مساحت آنها نیست و عواملی چون موقعیت مکانی زیر حوضه­ها و روندیابی سیل در رودخانه اصلی نیز در رژیم سیلابی حوضه تأثیر قابل توجهی دارند. به همین دلیل براساس نقشه های پتانسیل تولید رواناب در دوره بازگشت های 25، 50 و 100 ساله، پتانسیل تولید رواناب، از پایین­دست به سمت بالادست حوضه؛ افزایش و زیرحوزه چاشم واقع در جنوب شرقی حوضه بدلیل بارش­های سیلابی، شیب تند و بالایودن مقادیر CN به عنوان مؤثرترین واحد در پتانسیل سیل­خیزی کل حوضه تالار- شیرگاه محسوب می شود.

اولویت­بندی مناطق مختلف و زیرحوضه­ها از نظر پتانسیل سیل­خیزی تأثیر مهمی در مدیریت حوزه­آبخیز دارد. هدف از اولویت­بندی سیل­خیزی در زیرحوضه­ها، ارائه الگویی برای کنترل و کاهش خطرات سیل و ارزیابی نقش هریک از زیرحوضه­ها در دبی­اوج هیدروگراف سیلاب خروجی حوضه می­باشد. در این تحقیق حوضه تالار بدلیل وقوع سیل­های متعدد، بعنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب و در ادامه عوامل مؤثر بر سیل­خیزی نظیر بارش باران در دوره بازگشت های مختلف، طول جریان، درصد شیب، کاربری اراضی، گروه هیدرولوژی خاک، مقادیر CN و زمان­تمرکز شناسایی و سپس با استفاده از تلفیق نرم­افزار ArcGIS و مدل ModClark، پتانسیل تولید رواناب در حوضه تالار در پنج طبقه خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد در سه دوره بازگشت 25، 50 و 100 سال تهیه شد. همچنین براساس نتایج بدست آمده سهم زیرحوضه­ها در پتانسیل سیل­خیزی کل­حوضه تنها تحت تأثیر مساحت آنها نیست و عواملی چون موقعیت مکانی زیر حوضه­ها و روندیابی سیل در رودخانه اصلی نیز در رژیم سیلابی حوضه تأثیر قابل توجهی دارند. به همین دلیل براساس نقشه های پتانسیل تولید رواناب در دوره بازگشت های 25، 50 و 100 ساله، پتانسیل تولید رواناب، از پایین­دست به سمت بالادست حوضه؛ افزایش و زیرحوزه چاشم واقع در جنوب شرقی حوضه بدلیل بارش­های سیلابی، شیب تند و بالایودن مقادیر CN به عنوان مؤثرترین واحد در پتانسیل سیل­خیزی کل حوضه تالار- شیرگاه محسوب می شود.

تهیه نقشه های پهنه بندی سیل از اقدامات اولیه و ضروری در مدیریت مناطق سیل گیر است. در این پژوهش به منظور بررسی و پهنه بندی نقشه پتانسیل سیل گیری در استان کردستان از روش تحلیل سلسله مراتبی و سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. از متغیرهای مؤثر بر سیل گیری شامل بارش، شیب، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی ، کاربری اراضی و شاخص رطوبت توپوگرافی به منظور پهنه بندی و تهیه نقشه سیل گیری استفاده شد. معیارهای مؤثر بر پتانسیل سیل گیری به جز کاربری اراضی و بارش به وسیله مدل رقومی ارتفاع تهیه و هریک از معیارهای مذکور به وسیله نرم افزار Expert Choice وزن دهی شدند. نتایج نشان داد که معیارهای بارش، شیب و فاصله از رودخانه به ترتیب با وزن های 409/0، 295/0و134/0 از بیش ترین اهمیت در پتانسیل سیل گیری برخوردار بوده اند. نواحی مختلف استان از نظر پتانسیل سیل گیری در پنج رده خیلی کم (1/0 %)، کم (9/1%)، متوسط (%43)، زیاد (%52) و خیلی زیاد (%3) قرار گرفتند. پتانسیل سیل گیری در خروجی حوزه­های آبخیز، محدود به نواحی پایین دست و کم شیب رودخانه های پرآب بخش غربی و مرکزی استان، خیلی زیاد بود.

حوضه آبخیز تالار با ویژگی های متنوع کاربری اراضی، هیدرولوژی و پوشش گیاهی در استان مازندارن قرار گرفته است که در سال های اخیر شاهد وقوع سیلاب های مخرب در آن هستیم. در این پژوهش به منظور اولویت بندی سیل خیزی زیرحوضه های تالار تحت شرایط هیدرولوژیکی و فیزیوگرافی متفاوت با مساحت 6/189613 هکتار در کاربری های کشاورزی، مسکونی، مرتع و جنگل اقدام شد. ابتدا حوضه را به شش زیرحوضه شامل شیرگاه، کارمزد، دراسله، پل سفید، ارژنگ رودبار و چاشم تقسیم کرده و برای هر زیرحوضه پارامترهای ژیومتری، اقلیمی، نفوذپذیری و فیزیوگرافی مانند مساحت، محیط، طول آبراهه اصلی، طول و شیب حوضه، زمان تمرکز، CN و دبی با استفاده از نرم افزار GIS محاسبه شد. زمان تمرکز بر اساس خصوصیات حوضه با روش های برانس بای ویلیامز، جانسون، پیلگریم مک درمات، کرپیچ، کالیفرنیا، چاو، اسپی، ونتورا بررسی شد که روش برانس بای ویلیامز با 2/19 ساعت مناسب ترین روش برای حوضه تالار بود. بر اساس روش SCS سهم هریک از زیرحوضه ها در سیل خروجی از کل حوضه تعیین شد. نتایج دبی حداکثر لحظه ای سیلاب نشان داد پل سفید با دبی 380 مترمکعب بر ثانیه بیشترین دبی را طی دوره آماری 1365 1398 داشته است. زیرحوضه ها از نظر مشابهت پتانسیل سیل خیزی، فرسایش، پوشش گیاهی و تاثیرات عملکرد انسانی به سه گروه با پتانسیل سیل خیزی زیاد، متوسط و کم تفکیک شده اند. نتایج نشان داد بیشترین مقدار سیل خیزی در هر یک از زیرحوضه ها به ترتیب شامل زیرحوضه چاشم با 19/29 درصد، دراسله 25/23 درصد و در نهایت، شیرگاه 76/16 درصد است.

مناطق کوهستانی شمال ‏غرب کشور به دلیل توپوگرافی خاص خود و بارش تقریباً مناسب در طول سال و به خصوص در فصل بهار، ازجمله مناطق مستعد وقوع سیل هستند. تحقیق حاضر با هدف تهیۀ نقشۀ پهنه‏بندی پتانسیل سیلاب تحت یک مطالعه موردی در حوزه آبخیز اهرچای انجام گرفته است. برای تهیۀ نقشۀ پهنه‏بندی پتانسیل سیلاب از 9 عامل مؤثر در وقوع این پدیده استفاده شده که عبارتند از: بارش و رواناب با دوره های بازگشت 2، 25 و50 ساله، فاصله از آبراهه، درصد شیب، شماره منحنی، تراکم زهکشی، کاربری اراضی، زمین شناسی، NDVI و قابلیت اراضی حوزه آبخیز است. به‏منظور وزن دهی معیارها از روش تحلیل شبکه‏ای در محیط نرم‏افزار Super Decisions استفاده شد. نتایج نشان داد که بیش ترین وزن معیارها مربوط به رواناب، فاصله از آبراهه و شماره منحنی به ترتیب 244/0، 171/0، 140/0 و با نرخ ناسازگاری کلی 09/0 به دست آمد و زیرحوزه آبخیز 3 به مقدار 272/0 و زیرحوزه آبخیز 2 به مقدار 114/0 به ترتیب بیش ترین و کم ترین وزن پتانسیل سیلاب را داشتند. هم چنین معیارهای شماره منحنی و رواناب به عنوان حساس ترین عوامل شناسایی شدند. در نهایت، با تلفیق این لایه‏ها با توجه به وزن آن ها در محیطArc GIS، نقشه های پهنه‏بندی پتانسیل سیلاب به صورت فازی با دوره های بازگشت 2، 25 و 50 ساله به‏ دست ‏آمد. برای دوره بازگشت 2 ساله نتایج نشان داد که 45/6 درصد حوزه آبخیز دارای خطر سیل خیزی زیاد تا خیلی زیاد و 57/56 درصد در طبقه خطر خیلی کم تری یا پایدار قرار گرفته است درحالی که با دوره بازگشت 50 ساله 53/22 درصد منطقه دارای سیل خیزی زیاد تا خیلی زیاد و 77/52 درصد مساحت حوزه آبخیز هم دارای پتانسیل سیل خیزی خیلی کم نشان داد هم چنین نتایج این تحقیق نشان داد که افزایش دوره بازگشت سیلاب، به ویژه در بازه 2 تا 25 ساله، تأثیر قابل توجه تری بر میزان و گستره سیل خیزی نسبت به بازه 25 تا 50 ساله دارد. این روند حاکی از آن است که در مراحل اولیه افزایش دوره بازگشت، شدت و توزیع سیلاب با نرخ بیش تری تغییر می کند، درحالی که در دوره های بازگشت طولانی تر، این تغییرات با شیب ملایم تری رخ می دهد. یافته های پژوهش می توانند در طراحی سازه های مهار سیلاب و مدیریت منابع آب برای کاهش خسارات سیلاب مؤثر باشند.

امروزه به سبب تغییرات آب و هوایی، مخاطرات طبیعی و چگونگی رفتار با آن ها از جمله مهم ترین دغدغه های پژوهشگران در زمینه برنامه ریزی محیطی و مدیریت بحران می باشند. هدف از این مطالعه پهنه بندی و پتانسیل سنجی خطر سیلاب در حوضه آبریز سرباز است. بدین منظور پایگاه داده شامل لایه های پهنه ای ارتفاع، شیب، خصوصیات زمین شناسی، خصوصیات خاک، بارش، پوشش گیاهی و کاربری اراضی و لایه های خطی آبراهه اصلی، آبراهه فرعی و تراکم زه کشی سطح حوضه مورد استفاده قرار گرفت. سپس با استفاده از پرسشنامه و نظر کارشناسان خبره و همچنین تحلیل سلسله مراتبی، ارزش هر لایه در سیل خیزی محاسبه شد. هر کدام از این لایه ها بر مبنای پتانسیل سیل خیزی در مقیاس خطر کم تا زیاد طبقه بندی شدند و در نهایت با استفاده از مدل همپوشانی وزنی درمحیط سامانه اطلاعات جغرافیایی با هم ادغام شدند. نتایج نشان داد که آبراهه اصلی، کاربری اراضی و بارش مهمترین مولفه ها در سیلخیزی حوضه آبریز رودخانه سرباز هستند. از کل مساحت حوضه سرباز فقط 0/5 درصد پتانسیل سیلخیزی زیاد تا بسیار زیاد را داراست و نواحی مرکزی حوضه به سبب توپوگرافی و شرایط هیدروگرافی ویژه، بالاترین پتانسیل سیل خیزی را دارند. علاوه بر این ناحیه، بخش های حاشیه ای رودخانه اصلی به سمت خروجی حوضه و همچنین بخش هایی از حواشی رودخانه های فرعی مهم، بیشترین پتانسیل سیل خیزی را دارا هستند. علیرغم وسعت محدود ناحیه پرخطر، به سبب تراکم جمعیت و اراضی کشاورزی، اهمیت این ناحیه از نظر مدیریت بحران بسیار بالاست.

یکی از راه حل های اصولی برای پیشگیری و مهار سیل، شناسایی مناطق خطرساز و سیل خیز در داخل حوضه آبخیز است و اصولاً مهار و پیشگیری از سیل باید ابتدا در سر منشأ آن یعنی زیرحوضه های آبخیز مورد توجه قرار گیرد. از این نظر حوضه آبخیز رودخانه جاماش به علت وقوع سیل های ویرانگر در آن، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه مدل حوضه آبخیز با استفاده از نرم افزار HEC-GeoHMS تهیه و شبیه سازی هیدرولوژیک حوضه توسط مدل HEC-HMS انجام شد. جهت واسنجی پارامتر شماره منحنی و اعتباریابی مدل، از آمار 4 رگبار مشاهده ای و سیل همزمان آنها استفاده شده است. نتایج نشان دادند که این مدل در خصوص پیش بینی دبی اوج و زمان مربوط به آن در خروجی حوضه می تواند نتایج قابل قبولی را ارائه نماید. در این تحقیق، با استفاده از روش حذف متوالی زیر حوضه ها برای دو واقعه بارندگی به عنوان نمونه، نقش کلیه زیرحوضه ها در هیدروگراف سیل خروجی تعیین و بر اساس آن اولویت بندی انجام گرفت. نتایج نشان می دهد میزان مشارکت زیر حوضه ها در سیل خروجی با مساحت آنها رابطه مستقیم ندارد و لزوماً زیرحوضه ای که مساحت بزرگتر و یا دبی اوج بیشتری داشته باشد، در سیل خروجی کل حوضه تاثیر بیشتری ندارد بلکه اثر متقابل عوامل موثر مانند موقعیت مکانی زیرحوضه ها و نقش روندیابی در رودخانه اصلی و نقش شاخص های مورفومتری کانال رود نیز میتواند نقش مهمی داشته باشد.

مقدمه و هدفدر میان خطرها و بلاهای طبیعی، بدون تردید سیل به عنوان ناگوارترین خطر در جهان شناخته شده است. یکی از راه کارهای اساسی برای کاهش خسارت های ناشی از سیل تهیه ی نقشه ی حساسیت سیل است. پیش ­بینی مکانی احتمال رخداد سیل با استفاده از مدل­ هایی که براساس داده ­های مکانی و تاریخی به وجود آمده اند، در نهایت منجر به تهیه ی نقشه ­های حساسیت ­پذیری سیلاب می ­شود، از راه کارهای مناسب برای برنامه ­ریزان مدیریت زمین ها در مناطق مختلف برای پیشگیری از رخداد این پدیده است. در این پژوهش، به منظور تعیین مناطق مستعد رخداد سیل از مدل ترکیبی (هیبریدی) استنتاج عصبی و فازی تطبیقی و دستورالعمل بهینه­ سازی فراکاوشی رقابت امپراتوری (ANFIS-ICA)  و مدل ترکیبی استنتاج عصبی و فازی تطبیقی و دستورالعمل بهینه­ سازی فراکاوشی ازدحام ذرات (ANFIS-PSO) استفاده شد.مواد و روش ­هاآبخیز زرینه­ رود در شمال غربی استان کردستان و میان طول جغرافیایی ″30′48°45 و ″20′48°46 شرقی و عرض جغرافیایی ″20′42°35 و ″15′23°36 شمالی است. مساحت این آبخیز 4485/2 کیلومترمربع است. اقلیم منطقه معتدل مرطوب است و میانگین بارندگی سالانه ی آن 480 میلی متر است. موقعیت رخدادهای سیل به طور تصادفی به دو گروه آموزش (70%) و اعتبارسنجی (30%) تقسیم شد. عامل های محیطی مختلف (بلندی، جهت، شیب، انحنای سطح، کاربری زمین، سنگ­ شناسی، بارندگی، شاخص توان جریان، فاصله از آبراهه، شاخص رطوبت پستی بلندی) به عنوان متغیر مستقل در مدل سازی انتخاب شدند و لایه ­های رقومی آن­ها تهیه شد. در این پژوهش از مدل ANFIS-ICA و مدل ANFIS-PSO  استفاده شد. نتایج پیش ­بینی مدل ها بر اساس معیار (AUC) و آماره ی مهارت صحیح (TSS) ارزیابی شد.نتایج و بحثبر پایه ی یافته ­های این پژوهش در مرحله ی اعتبارسنجی، مدل ANFIS-PSO با (AUC) 98/0 و آماره ی مهارت صحیح (TSS) 89/0 بیشترین دقت را داشت. همچنین عامل فاصله از آبراهه به عنوان مهم ترین عامل محیطی شناسایی شد. افزون بر این، شیب زمین و TWI به ترتیب در جایگاه های دوم و سوم اهمیت بودند.نتیجه ­گیری و پیشنهادهابر اساس نتایج این پژوهش، رویکرد ترکیبی (هیبریداسیون) که ترکیب شدن مدل­ های یادگیری ماشینی و دستورالعمل­ های بهینه­ سازی فراکاوشی است، موجب افزایش قدرت یادگیری و همچنین توان پیش ­بینی مدل شد. همچنین عامل فاصله از آبراهه و شیب زمین مهم ترین عامل های مؤثر در سیل­ گیری هستند. بر اساس نتایج و تحلیل­ های انجام شده می­ توان نتیجه ­گیری کرد که مدل­ های یادگیری ماشینی قابلیت زیادی در پیش ­بینی توان سیل­ گیری دارند. در این پژوهش نقشه­ های توان سیل تهیه شده می ­تواند برای مدیران و کارشناسان بسیار کاربردی بوده و در برنامه ­ریزی اقدام های مهارکردن سیل استفاده ی عملی داشته باشد. توجه­ کردن به امکانات و اقدام های مهارکردن سیل در موقعیت­ هایی که توان سیل گیری زیادی دارند، موجب افزایش مدیریت سیل از نظر اقتصادی و فنی می­ شود.