در این مطالعه، تاثیر اقدامات آبخیزداری بر رفتار سیلاب بازه ای مسکونی از حوزه آبخیز جاغرق در استان خراسان رضوی با تلفیق مدل های HEC–HMS وHEC-RAS  بررسی گردید. به همین منظور، داده های مورد نیاز اجرای مدل ها تامین و واسنجی و اعتبارسنجی آنها صورت گرفت. سپس پاسخ هیدرولوژیکی حوزه آبخیز در محل بازه مسکونی به تغییرات اعمال شده ناشی از اقدامات مختلف و معمول مهار سیلاب از طریق اجرای مجدد مدل های مذکور ارزیابی شد. نتایج مطالعه ضمن تائید کارایی تلفیق مدل ها در ارزیابی تاثیر اقدامات مهار سیلاب نشان داد که با افزایش دوره بازگشت سیلاب نقش اقدامات انجام شده در کاهش دبی اوج و پهنه سیلاب کم شده و اقدامات مهار سیلاب بیشترین و کمترین تاثیر را به ترتیب بر دبی اوج و سطح سیل گیری داشته اند.

رودخانه ورکش چای با طول تقریبی 69 کیلومتر، با روند شمالی- جنوبی از رودخانه های اصلی و دائمی شهرستان تبریز است که 10 روستا با بافت فرسوده و نامقاوم در بستر آن توسعه یافته است. مطالعات میدانی گویای این مطلب است که، روستاهای حاضر، بدون شناخت قوانین حاکم بر رفتار هیدرولیکی و پیش بینی آن، عدم رعایت حریم بستر اصلی رودخانه و با تبدیل سیلاب دشت های کناری آن، به اراضی کشاورزی و باغی گسترش پیدا کرده است. عدم شناخت و توجه به موارد مذکور و دستکاری بستر رودخانه، سبب افزایش میزان آسیب پذیری روستاها، اراضی و سایر تاسیسات انسانی از خطر وقوع سیلاب در حوضه آبریز ورکش چای شده است. از این رو، بررسی نواحی مستعد وقوع سیلاب و تهیه نقشه پهنه سیل گیر، در این منطقه ضرورت دارد. در پژوهش حاضر، سطوح سیل گیر در دوره های بازگشت 25 و 50 ساله، در طول رودخانه اصلی تعیین گردید. در همین راستا، به منظور شبیه سازی ژئومتری زمین، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و مدل HEC_ RAS و الحاقیه HEC_ GEO_ RAS مورد استفاده قرار گرفت و نقشه های پلان رودخانه، سواحل چپ و راست رودخانه و سرعت جریان آن به دست آمد و روستاهایی که در معرض وقوع سیلاب با دوره های بازگشت مذکور قرار دارند، شناسایی و سپس رفتار هیدرولیکی رودخانه شبیه سازی گردید. بر طبق نتایج حاصل، 100 کیلومتر از مساحت کل حوضه آبریز تحت تاثیر سیلاب هایی با دوره بازگشت 50 سال و 63 کیلومتر از آن، تحت تاثیر سیلاب هایی با دوره بازگشت 25 ساله قرار دارد. در نهایت، راهکارهای کاهش خسارات ناشی از وقوع سیلاب در امتداد رودخانه اصلی، معرفی گردید.

مدل ریاضی HEC-6 یکی از برنامه های نرم افزاری مهم مورد استفاده جهت شبیه سازی پدیده آبشستگی و رسوبگذاری در رودخانه ها و مخازن سدها است. در این مدل، اطلاعات مورد نیاز در قالب داده های هندسی، رسوب و هیدرولوژی معرفی می شوند. به منظور اجرای مدل و دسترسی به نتایج قابل اطمنیان نیاز به مشخص نمودن و اندازه گیری پارامترهای مختلف از جمله هندسه مخزن یا رودخانه شامل مقاطع عرضی، محدوده بستر متحرک، زبری و دانه بندی مواد کف، بار رسوب ورودی، میزان دبی، منحنی دبی- اشل، درجه حرارت آب و بالاخره انتخاب تابع انتقال رسوب است. از آنجایی که پارامترهای فوق هر کدام به نوعی روی نتایج حاصله تاثیر می گذارند، لازم است که قبل از شروع کار با مدل آثار پارامترهای موجود بر نتایج با استفاده از روش تحلیل حساسیت مورد ارزیابی قرار گیرد تا مشخص شود که برای اندازه گیری و واسنجی، کدامیک از پارامترها نیاز به دقت و توجه بیشتری وجود دارد.در این مقاله ابتدا یک ارزیابی کیفی از حساسیت مدل ارایه گردیده و سپس با استفاده از داده های صحرایی مخزن سد شهید عباسپور واقع در 490 کیلومتری مصب رودخانه کارون، پارامترهای ورودی مبنا چندین درصد متناسب با خطاهای مترتبه افزایش و یا کاهش داده شد و در ادامه اثر آنها بر متغیرهای وابسته چون تراز بستر، پروفیل سطح آب، میزان بازده تله اندازی و حجم رسوبات ته نشین شده در مخزن مورد بررسی قرار گرفت.نتایج حاصله نشان می دهد که مدل نسبت به اعمال محدوده بستر متحرک حساسیت شدیدی از خود نشان می دهد. همچنین تغییر در داده های رسوب مثل دانه بندی ذرات، بار رسوب و روش محاسبه سرعت سقوط ذرات حساسیت بالای مدل را به دنبال داشته است. رفتار مدل نسبت به تغییر در دبی جریان حساسیت متوسطی را نشان داد. بازده تله اندازی و حجم رسوبات ته نشین شده نسبت به تغییر تابع انتقال رسوب حساسیت کمی را نشان دادند، اما نسبت به تغییر روش محاسبه سرعت سقوط ذرات حساسیت بالایی را نشان دادند.

توسعه مناطق مسکونی و شهری در حاشیه رودخانه ها، تغییر کاربری اراضی زراعی به اراضی مسکونی باعث می گردد که رفتار هیدرولوژیکی حوضه های آبخیز شهری نسبت به حوضه های طبیعی، غیرعادی و نامنظم باشد. در این تحقیق رفتار سیلاب درون شهری بیرجند واقع در حوضه شاهرود مطالعه گردید. حوضه شاهرود در سال های اخیر تغییر کاربری های زیاد غیر کارشناسی داشته است. در این راستا در ابتدا با توجه به تصاویر ماهواره ای، کاربری اراضی و بازدیدهای میدانی شماره منحنی رواناب مدل SCS تعیین گردید. در ادامه پس از برداشت مشخصات هندسی رودخانه اصلی و سازه های هیدرولیکی آن نظیر پل ها، با استفاده از مدل HEC-HMS دبی سیلاب حوضه شبیه سازی گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که دوره بازگشت های 25 و 100 سال به ترتیب منجر به وقوع دبی های اوج سیلاب به میزان 63/207 و 56/463 متر مکعب بر ثانیه می شوند. نتایج شبیه سازی سیلاب با دوره بازگشت 25 ساله نشان می دهد که این سیلاب ماکزیمم جریانی است که مقاطع و سازه های هیدرولیکی رودخانه، قادر به عبور آن می باشند، بنابراین در راستای کاهش خطرات ناشی از سیلاب در شهر بیرجند، توجه بیشتر به افزایش پتانسیل عبور سیلاب رودخانه ضروری می باشد.

نقشه های سیلاب براساس رویکرد قطعی اگرچه به عنوان ابزاری مهم در به حداقل رساندن تلفات ناشی از سیلاب نقش دارند، اما عدم قطعیت قابل توجهی در محاسبه سطح آب گرفتگی وجود دارد. زبری به عنوان یک پارامتر کلیدی بر ارتفاع سطح آب محسوب می شود و ازآنجایی که به سادگی قابل اندازه گیری نیست و برمبنای روش های تجربی و آزمایشگاهی تخمین زده می شود، لزوما درجه قابل توجهی از عدم قطعیت را به مدل وارد می کند. به همین منظور در این مقاله چارچوب احتمالی برمبنای رویکرد شبیه سازی مونت کارلو برای تحلیل عدم قطعیت ضریب زبری به کمک مدل HEC-RAS استفاده شده است. در این چارچوب، ماژول محاسباتی در زبان ویژوال بیسک جهت ارتباط با HECRASController به منظور اجرای خودکار 84000 شبیه سازی مونت کارلو در بازه 5/7 کیلومتر از رودخانه کارده فراهم شد. در هر اجرا بر روی 84 مقطع عرضی به صورت مجزا تعداد 1000 شبیه سازی مونت کارلو براساس توزیع احتمال زبری مانینگ انجام شد و نتایج عدم قطعیت زبری بر ارتفاع سطح آب در سطح اطمینان %99، %95، %50، %5 و %1 ارایه شد. نتایج حاکی از تاثیر قابل توجه زبری بر باند عدم قطعیت ارتفاع سطح آب در سطح اطمینان %90 بوده به طوری که تغییرات ارتفاعی سطح آب در بسیاری مقاطع به بیشتر از 1 متر می رسد. با مقایسه مقاطع با باند عدم قطعیت حداقل و حداکثر مشاهده می شود مقاطعی که در آن ها شیب عرضی بیشتر بوده عدم قطعیت بیشتر و مقاطع V شکل با شیب عرضی کمتر از باند عدم قطعیت کمتری برخوردارند. علاوه براین، نتایج تحلیل حساسیت جهت انتخاب تعداد شبیه سازی بهینه نشان می دهد پهنای باند عدم قطعیت برای تعداد شبیه سازی های بیشتر از 1000 اجرا تحت تاثیر قرار نمی گیرد. نتایج ارایه شده براساس رویکرد احتمالی و با افزایش قابلیت اعتماد و بهبود عملکرد مدل مبتنی بر عدم قطعیت زبری در رودخانه کارده می تواند در طراحی سطوح آبگیر مورد استفاده قرار گیرد.

یکی از روش های متداول در شبیه سازی سیلاب، استفاده از مدل های بارش– رواناب است. همچنین، واسنجی پارامترهای مدل های بارش-رواناب از جمله مسائل مهم و چالش انگیز در شبیه سازی سیلاب است. با توجه به رفتار تصادفی و غیرقطعی پارامترهای مدل های بارش-رواناب، استفاده از روش های بهینه یابی قطعی واسنجی همواره نتایج صحیحی را ارائه نمی دهد. از این رو در این تحقیق سعی شده است، با استفاده یک رویکرد غیرقطعی و استفاده از الگوریتم SUFI، محدوده بهینه ای از پارامترهای مدل بارش-رواناب HEC-1 ارائه شود. با بررسی نتایج واسنجی و مقایسه هیدروگراف های مشاهداتی (سه واقعه) با بهترین هیدروگراف های تولیدی، مشخص شد که ضریب تعیین در هر سه واقعه بیش از 0. 85 است. همچنین، متوسط اختلاف بین مقادیر دبی مشاهداتی و تولیدی کمتر از حدود پنج درصد است. همچنین، در مرحله صحت سنجی نیز نتایج نشان داد که ضریب همبستگی در حدود 0. 98 است. همچنین، متوسط اختلاف بین مقادیر دبی مشاهداتی و تولیدی حدود 11 درصد است. بنابراین الگوریتم SUFI جهت واسنجی غیرقطعی مدل HEC-1 دقت مناسبی نشان داد.