براساس معیارهای شهری و مدیریت کلان شهرها، یکی از مسائل مهم، کنترل رواناب های سطحی و هدایت آن ها به سمت کانال های زهکشی می باشد. به این منظور و برای اطلاع از عکس العمل حوضه های آبخیز شهری و شبیه سازی پدیده ی بارش-رواناب در این حوضه ها، از مدل های نرم افزاری استفاده می شود. از این رو با توجه به اطلاعات کم بارش و رواناب، در حوضه های شهری، معمولاً این مدل ها بدون واسنجی و یا با واسنجی های غیر واقعی به کار گرفته می شوند که باعث می شود که نتایج از واقعیت دور باشد. در این تحقیق با استفاد از داده های واقعی ایستگاه هواشناسی شمال تهران و ایستگاه هیدرومتری مقصودبیک (رزگنده)، نرم-افزارSWMM مورد واسنجی و صحت سنجی قرار گرفت و پارامترهای ورودی به مدل، به دست آمدند. برای کالیبراسیون این مدل از سه رویداد بارندگی برای واسنجی مدل و از دو رویداد برای صحت سنجی آن استفاده شد. براساس اطلاعات به دست آمده از مقادیری شبیه سازی و مشاهداتی این رویداد های بارندگی، دبی بیشینه، حجم رواناب خروجی و زمان اوج سیلاب مورد مقایسه قرار گرفت. میزان RMSE برای هیدروگراف خروجی از حوضه ی زرگنده برای وقایع اول تا پنجم به ترتیب 05/0، 22/0، 4/0، 37/0 و 16/0 و ضریب NSC برابر با 91/0، 94/0، 93/0، 9/0 و 94/0 به دست آمد. همچنین میزان درصد اختلاف دبی بیشینه ی سیلاب، مدل سازی و مشاهداتی برای وقایع اول تا پنجم به ترتیب 33/7، 69/9، 8/5، 6/5، 93/9 و برای حجم رواناب این درصد اختلاف به ترتیب 82/8-، 08/3-، 8/8، 43/19-و11/5 به دست آمد. با توجه به این نتایج، عملکرد مدل SWMM در شبیه سازی رواناب های ناشی از بارندگی در این منطقه قابل قبول بوده و می تواند به جهت مدیریت و کنترل رواناب های شهری مورد استفاده قرار گیرد.

تغییر کاربری اراضی و کاهش سطوح نفوذپذیر ناشی از توسعه شهری، یکی از دلایل اصلی سبب افزایش دبی اوج و حجم رواناب ناشی از بارش ها شده است که این موضوع باعث آبگرفتگی معابر و خسارت به مناطق شهری می گردد. با برآورد دقیق میزان رواناب و طراحی مناسب شبکه زهکشی شهری و همچنین مدیریت این رواناب می توان از خسارات سیلاب های شهری کاست. مدل بارش-رواناب SWMM یکی از کاراترین مدل ها در طراحی زهکش ها و مدیریت رواناب شهری می باشد. از آنجایی که مدل های هیدرولوژیکی قبل از استفاده باید مورد ارزیابی قرار گیرند، بنابراین در این مطالعه مدل SWMM با استفاده از 6 رخداد بارش-رواناب برای شهر شاهرود ارزیابی شد و کارایی شبکه زهکش شهری برای سیلاب با دوره های بازگشت 2 تا 15 سال مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور هیدروگراف سیلاب 6 رخداد بارش در دو خروجی اصلی شهر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد مدل SWMM با داشتن میانگین ریشه دوم مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) حدود 20 درصد و"R" ^"2" حدود 90/0 در مرحله اعتبارسنجی دارای کارایی مناسب در شبیه سازی هیدروگراف سیلاب بوده است. همچنین بررسی عملکرد زهکش های شهری نیز نشان داد که برای بارش های با دوره بازگشت 2، 5، 10 و 15 سال، به ترتیب 1/9، 8/31، 4/36 و 41 درصد کانال ها دچار آبگرفتگی می شوند.

در این پژوهش، مدل جدیدی برای طراحی بهینه شبکه جمع آوری آب های سطحی ارایه شده است. در این مدل، الگوریتم ژنتیک بعنوان موتور بهینه ساز و ماجول Transport از نرم افزار SWMM 4.4h به عنوان موتور شبیه ساز هیدرولیکی با یکدیگر تلفیق شده اند. این تلفیق به دو روش متفاوت صورت گرفته و موفقیت هر روش در رسیدن به جواب «نزدیک به بهینه» آزمایش شده است. کاربرد موفق مدل در مورد مثال های نمونه مورد نظر محققان متعدد، چشم انداز مثبتی را از کارآیی مدل توسعه یافته ارایه می دهد.

حوضچه های ذخیره یکی از روش های سازه ای کنترل سیلاب در محیط های شهری هستند. اگرچه تاثیر مثبت این سازه ها در کنترل سیلاب امری بدیهی است، اما برخی از تحقیقات نشان داده اند که استفاده از آن ها در مکان های نامناسب می تواند باعث بدتر شدن وضعیت سیلاب یک حوضه شود. در این مقاله، روشی ابتکاری ارائه شد که در آن از نتایج مدل سازی هیدرولوژیکی- هیدرولیکی برای جانمایی حوضچه ها به منظور کنترل سیلاب به صورت مستقیم استفاده می شود. حوضه درکه در شهر تهران به عنوان مورد مطالعه انتخاب شد. برای جانمایی حوضچه، معیارهای مختلفی از جمله هیدرولوژیکی، فیزیوگرافی و اقتصادی در نظر گرفته شد. مدل SWMM برای شبیه سازی های هیدرولوژیکی- هیدرولیکی به کار گرفته شد تا وضعیت شبکه موجود در مقابله با سیلاب ارزیابی شود. نتایج مدل سازی، شامل نقاط آب گرفتگی و آبنمودهای جریان به عنوان پارامترهای ورودی به ساختار تصمیم گیری چند معیاره مکانی در نظر گرفته شدند. در این ساختار، از فرایند تحلیل سلسله مراتبی به عنوان ساختار تصمیم گیری و از سیستم اطلاعات جغرافیایی به عنوان ابزار تحلیل مکانی استفاده شد. خروجی حاصله نقشه ای بود که میزان تناسب هر نقطه از حوضه مورد مطالعه را برای احداث حوضچه های ذخیره نشان داد. با الگوریتم ارائه شده، می توان روند جانمایی این تاسیسات و سایر BMP ها را در سطح یک شهر بهبود بخشید.

زمینه و هدف: افزایش روزافزون جمعیت و تراکم شهرنشینی و در نتیجه افزایش سطوح نفوذ ناپذیر، منجر به افزایش حجم رواناب های شهری شده است. رخداد بارش ها باعث تغییر در کیفیت رواناب و وررد آلاینده ها می گردد. استفاده از مدلهای شبیه سازی راهی مناسب برای آگاهی از میزان پارامترهای کیفی رواناب می باشد. در این مطالعه کیفیت روانابهای شهر شوشتر و تعیین ضرایب هیدرولیکی و هیدرولوژیکی با استفاده از مدل SWMM بررسی گردید. مواد و روشها: دو واقعه بارش شهر شوشتر در سال 95 برای انجام فرآیند واسنجی و اعتبار سنجی مدل در نظر گرفته شد و پارامتر های مرتبط با واقعه بارش اول در نقطه خروجی سیستم جمع آوری رواناب اندازه گیری شد. واسنجی کمی و کیفی مدل با استفاده از بارش اول و اعتبار سنجی مدل با استفاده از بارش دوم انجام گردید. یافتهها: در واسنجی بخش هیدرولیکی، مقادیر میانگین نفوذ ناپذیری، شیب، عرض زیرحوضه و ضریب مانینگ به ترتیب 50%، 75%، 25 متر و 013/0 تخمین زده شدند. در بخش کیفی نیز ضرایب معادلات Build-up برای TSS، COD و Zn به ترتیب (95، 25)، (48، 1) و (1، 09/0) و ضرایب معادلات Wash-off برای این پارامترها به ترتیب (21/0، 8/0)، (2/0، 8/0) و (19/0، 78/0) تخمین زده شدند. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که واسنجی دقیق مدل، توانایی مدل را در پیش بینی پارامترهای کمی و کیفی در بارش های بعدی برای منطقه مورد مطالعه افزایش می دهد. نتایج نشان می دهد، مدل سازی ابزاری قدرتمند جهت بهبود مدیریت رواناب می باشد.

زمینه و هدف: در یک حوزه آبخیز طبیعی بیشتر سطح زمین نفوذپذیر و به وسیله پوشش گیاهی پوشیده شده است، به همین جهت مقدار زیادی از بارش از راهگیرشگیاهی، نفوذ در خاک و تبخیر و تعرق از دست می رود. اما در یک حوزه آبخیز شهری به دلیل شهر سازی، سطح نفوذ ناپذیر حوضه افزایش می یابد که افزایش حجم رواناب و دبی اوج، فرسایش کف و کناره های کانال های پایین دست وکاهش سطح آب زیرزمینی و تخریب کیفیت آب را به دنبال دارد. هدف از این تحقیق، کاربرد شبیه سازی SWMM برای برآورد ارتفاع رواناب و همچنین هیدروگراف رواناب وبررسی اثرات تغییرات پوشش اراضی و موقعیت پوشزش اراضی و ابزارهای توسعه کم اثر بر پاسخ هیدرولوژیکی حوزه آبخیز شهری با استفاده از مدل مورد نظر می باشد. روش بررسی: برای انجام این تحقیقاجرای مدل SWMM در یکی از مناطق شهری شهر قم مد نظر قرار گرفت. حوضه مورد مطالعه با وسعتی معادل 256 هکتار در بخش شمال غربی قم واقع شده است. یافته ها: در این تحقیق نتیجه گیری شد که در دو زیرحوضه دو و شش افزایش 70 و 40 درصدی سطوح نفوذناپذیر موجب افزایش 30 درصد در مقدار رواناب می شود. همچنین افزایش 10 درصد سطح نفوذناپذیر در حوضه آبخیز بالادست و پایین دست حوضه به ترتیب موجب افزایش 51/6 و 87/6 درصد افزایش در دبی اوج می شود. که بیانگر آن است که موقعیت مکانی سطح نفوذناپذیر تاثیر اندکی بر میزان رواناب دارد. استفاده از ابزار ذخیره ای نیز تاثیر چشم گیری برکاهش میزان رواناب شهری داشته است. بحث و نتیجه گیری: نتایج حاصل از مدل SWMM در برآورد رواناب شهری بیان می دارد که به منظور مدیریت بهینه رواناب در مناطق خشک بایستی اثرات میزان و موقعیت کاربری اراضی بر میزان رواناب شهری و همچنین استفاده از ابزارهای ذخیره باران در این مناطق مدنظرقرارگیرد.

سامانه های جمع آوری و کنترل آب های سطحی ناشی از بارندگی از اجزاء مهم برنامه ریزی و عمران مناطق شهری هستند و هر گونه سهل انگاری در طراحی صحیح آن ها می تواند برای جوامع شهری مشکل آفرین باشد. لذا به منظور پیش بینی عملکرد هیدرولیکی از کل سامانه، نیاز به استفاده از روش های محاسباتی پیشرفته و مدل سازی های جدید و کارآمدتر وجود دارد. کاهش پیامدهای زیان بار ناشی از سیلاب های شهری معمولاً با برآورد دقیق رواناب شهری و انتخاب روش مناسب کنترل آن محقق می شود، به این منظور، لازم است میزان رواناب شهری به درستی برآورد شود. بر این اساس، محققین در سال های اخیر به مدل سازی روی آورده اند. از جمله مدل های پر کاربرد در مدیریت رواناب مدل SWMM ابزاری قدرتمند برای محاسبات زهکشی شهری و مدیریت رواناب می باشد. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی کارایی مدل بارش-رواناب SWMM در شبیه سازی رواناب سطحی در حوضه شهر ایذه می باشد. برای مشخص کردن بارندگی طرح، زمان تمرکز حوضه محاسبه و تداوم رگبار طرح برابر زمان تمرکز حوضه در نظر گرفته شد. همچنین، از سه معیار NAS، BIAS و RMSE برای بررسی صحت واسنجی و اعتبارسنجی مدل استفاده شد. در نهایت پس از تأیید مدل، نقاط حساس به آب گرفتگی با دوره بازگشت های دو، پنج، 10، 20، 50 و 100 ساله تعیین شد. نتایج نشان داد، علت آب گرفتگی در بعضی از نقاط به دلیل نبود ظرفیت کافی آبگذرها است، در حالی که در سایر نقاط با وجود ظرفیت کافی برای عبور رواناب، آب گرفتگی مشاهده می شود که دلیل آن مربوط به احداث پل های نامناسب در مسیر کانال ها که سبب کاهش ابعاد آبگذر و آشغال گرفتگی در محل گره ها است. برای واسنجی و ارزیابی مدل ها از سه واقعه بارندگی در تاریخ های 23/12/1395، 08/01/1396 و 17/01/1396 استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل SWMM نشان داد، انطباق خوبی بین دبی شبیه سازی شده و مشاهده ای وجود دارد. بنابراین، می توان از این مدل ها برای پیش بینی خطر آب گرفتگی، طراحی و برآورد مقدار و هزینه زهکشی، مدیریت حوضه های شهری و اولویت بندی مناطق برای رفع مشکل آب گرفتگی استفاده کرد.

مدیریت یکپارچه حوضه های آبریز، تضمین کننده استفاده بهینه از منابع آب می باشد. تغییر ویژگی های حوضه های آبریز طبیعی مانند درصد نفوذناپذیری و ضریب زبری موجب تغییر هیدروگراف رواناب خروجی حوضه های شهری شده است. مدل ها میتوانند با شبیه سازی و ارزیابی سناریوهای مختلف بدون نیاز به آزمون و خطا به سیاست گذاران در طراحی راهکارهای بهتر مدیریت رواناب شهری کمک نمایند. هدف از تحقیق حاضر، شبیه سازی رواناب ناشی از بارش در زیرحوضه خضر شهر همدان با استفاده از مدل مدیریت رواناب سطحی (SWMM) است. برای این منظور، ثبت مقادیر دبی رواناب خروجی در طی هفت رخداد بارش انجام گرفت. آنالیز حساسیت پارامترهای ورودی مدل نشان داد، مقادیر درصد ناحیه نفوذناپذیر، عرض معادل، ضریب زبری مانینگ ناحیه نفوذناپذیر و شیب بیشترین تأثیر را بر روی حجم و دبی اوج رواناب دارند. نتایج صحت سنجی مدل در تخمین دبی اوج و حجم جریان با استفاده از ضریب نش- ساتکلیف (95/0-69/0)، جذر میانگین مربع خطا (29/0-14/0) و درصد بایاس (8/18-6/13-) بر روی سه رخداد بارش نشان داد، مدل تهیه شده در برآورد حجم و دبی اوج رواناب زیرحوضه خضر شهر همدان عملکرد مناسبی دارد. در نهایت دو سناریو بر اساس درصد توسعه مناطق نفوذناپذیر و شدت بارش برای سال 1420 تعریف و اجرا شد. نتایج نشان داد، افزایش رواناب و بار آلودگی حاصل از آن قابل ملاحظه بوده، و لزوم پیش بینی و مدیریت آن برای کاهش خسارات احتمالی در آینده ضروری است.

مقدمه و هدفبا توجه به حجم زیاد فعالیت های انسانی و تجاری یکی از مهم ترین اهداف زیرساخت ها، جمع آوری و انتقال رواناب­ های شهری، مهار سیلاب و جلوگیری از آب گرفتگی در شهرها است. به منظور برآورد صحیح رواناب و خصوصیات واحدهای آب شناخت و کانال ها به­ کارگیری مدل ­های مناسب آب شناختی و آبی مهم است. با توجه به اهمیت موضوع، این پژوهش با هدف برآورد رواناب شهری ملایر به منظور تعیین نقاط احتمالی سیل گرفتگی با استفاده از مدل مدیریت طوفان آب (SWMM) انجام شد.مواد و روش هابر پایه ی گزارش های فنی موجود، ابتدا محدوده ی زیر آبخیز ها، گره ها و کانال های اصلی شهر تعیین شد. با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی جهت جریان و شیب منطقه تعیین شد و 11 عدد زیر آبخیز شناسایی شد. همچنین با صرف نظر از اندازه ی ژرفای اولیه ی آب و سطح ماندابی 11 عدد گره تعیین شد. با استفاده از داده های بارش روزانه ایستگاه همدید ملایر در دوره ی آماری 2020- 1992، بارش نه ساعته با دوره ی بازگشت دو سال به­ عنوان بارش طرح محاسبه و وارد مدل شد. شکل هندسی کانال­ ها، مستطیل باز و از روش موج جنبشی برای روندیابی جریان در کانال ­ها استفاده شد. اندازه های بیشترین آب دهی عبوری کانال ها با استفاده از رابطه ی سطح مقطع جریان و سرعت جریان برای بارش طرح 9 ساعته با دوره ی بازگشت دو سال محاسبه شد. برای واسنجی مدل از متغیرهای درصد مناطق نفوذناپذیر، ذخیره ی چالابی و ضریب زبری مناطق نفوذناپذیر در بازه ی تغییر دامنه ی مجاز اصلاح استفاده شد. به منظور ارزیابی مدل از ضریب کارایی نش-ساتکلیف و ریشه ی میانگین مربعات خطا استفاده شد.نتایج و بحثنتایج نشان داد پس از بهینه سازی اندازه های متغیرها، ضریب کارایی نش-ساتکلیف و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب 0/73 و 0/02 بود. از کل بارش 14/54 میلی متری، اندازه ی 5/53 میلی متر مربوط به تلفات نفوذ، اندازه ی 7/55 میلی متر مربوط به رواناب سطحی و اندازه ی 1/45 میلی متر مربوط به ذخیره ی چالابی بود. نتایج نشان داد زیرآبخیز هایی که در شمال شهر و مشرف به بلندی ها بودند و به گره ی شماره ی 10 منتهی می شدند حجم و آب دهی رواناب بیش­تری داشتند و لازم است در این منطقه در طراحی و گسترش کانال ها تجدیدنظر شود. همچنین زیر آبخیز های بخش غربی شهر (زیر آبخیز شماره ی 4) و بخش جنوب غربی (زیر آبخیز شماره ی 8) با 0/651 و 0/547 به ترتیب بیش­ترین و کم ترین توان سیل خیزی را داشتند.نتیجه گیری و پیشنهادهادر این پژوهش نتایج نشان داد تقریباً نیمی از شهر در رخداد بارش ها، تحت تأثیر خطرهای سیلاب قرار خواهند گرفت. ازاین رو شبکه ی زهکشی کنونی کارایی لازم برای تخلیه رواناب شهری در بخش شمال شهر را ندارند و تعیین ابعاد بهینه ی کانال ها ضروری است. به دلیل برف گیر بودن بلندی های شرقی منطقه ی مطالعه شده و با توجه به زمین شناسی آن پیشنهاد می شود از مدل هایی که توانایی محاسبه ی رواناب ناشی از ذوب برف را دارند در پژوهش های آتی استفاده شود.