شبیه‌سازی تغییرات رودخانه بالیخلی‌چای با استفاده از مدل سزار (CAESAR)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی،

2 دانشجوی دکتری گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.22034/gahr.2022.371352.1770

چکیده

تغییرات بستر رودخانه، فرسایش و رسوب‌گذاری فرایندهای طبیعی رودخانه هستند که هر کدام به نوبه خود باعث تخریب زمین‌های اراضی و خسارات بسیار زیادی به تاسیسات انسانی می‌گردند. هدف از تحقیق فوق، شبیه‌سازی تغییرات رودخانه بالیخلی‌چای با استفاده از مدل سزار (CAESAR) و مدل هیدرولیکی HEC-RAS در استان اردبیل می‌باشد. هم‌چنین جهت برآورد احتمال وقوع سیلاب از نرم‌افزار Hyfran استفاده گردید.نتایج مدل هیدرولوژیکی HEC-RAS نشان داد که بیش‌ترین پهنه سیلابی در دوره‌های بازگشت 2000 و 10000 سال به ترتیب با مقادیر 2/237 و 2/242 هکتار و احتمال وقوع 95/99 و 99/99 درصد است و هم‌چنین عرض پهنای به ترتیب 1170 و 1288 متر می‌باشد که برای جوامع انسانی و تاسیسات بشری مخاطره آمیز خواهد بود.. نتایج حاصله از مدل اتومای سلولی نیز نشان داد که تغییرات مورفولوژیکی بستر رودخانه در مقاطع عرض شماره 1 در بازه اول برابر 5/0 متر بوده است. هم‌چنین تغییرات بستر رودخانه در بازه دوم مقاطع 28 به ترتیب برابر 1 متر و 30 سانتی‌متر را نشان داد که در این مقاطع حداقل و حداکثر میزان تغییرات قابل مشاهده است. تغییرات بستر رودخانه در بازه سوم در حدود 5/1 متر و میزان تغییرات در بازه جهارم حدود 5/1 متر بوده است. بنابراین نتیجه‌گیری می‌گردد با توجه به نتایج حاصله بیش‌ترین میزان تغییرات بستر رودخانه بالیخلی‌چای در بازه سوم و چهارم در نزدیک مناطق مسکونی استان اردبیل رخ داده است زیرا دخالت‌های انسانی منجر به رشد سریع فرسایش و تغییر بستر رودخانه گردیده است. درنهایت پیشنهاد می‌گردد در مطالعات آتی به بررسی میزان تاثیرگذاری جوامع بشری در ایجاد و افزایش میزان تغییرات بستر رودخانه و افزایش فرسایش و رسوب‌گذاری پرداخته شود و اقدامات پیش‌گیرانه هم‌چون کاهش دخالت‌های انسانی در بستر رودخانه، عدم تجاوز به حریم رودخانه، جلوگیری از تغییر کاربری‌های اراضی انجام گردد و این امر منجر به حرکت عادی رودخانه در بستر خود خواهد گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulating the changes of the Balikhlichai river using the Caesar model (CAESAR)

نویسندگان [English]

  • Faribad Esfandyari Daraba 1
  • Behrouz nezafat taklhe 2
  • zahra shahbazi 3
1 Professor of Geomorphology, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 PhD Student in Natural Geography Department, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
3 Master's student in Natural Geography Department, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

The aim of the above research is to simulate the changes of Balikhlichai river using CAESAR model and HEC-RAS hydraulic model in Ardabil province.The results of the HEC-RAS hydrological model showed that the maximum flood area in the return periods of 2000 and 10000 years is 237.2 and 242.2 hectares, respectively, and the probability of occurrence is 99.95 and 99.99 percent, and the width is 1170, respectively. and it is 1288 meters, which will be dangerous for human societies and human facilities.. The results of the cellular automatism model also showed that the morphological changes of the river bed in the sections of width No. 1 in the first interval were equal to 0.5 meters. Also, the changes in the river bed in the second period of the 28 sections showed 1 meter and 30 cm, respectively, in which the minimum and maximum amount of changes can be seen. The changes in the river bed in the third period were about 1.5 meters and the changes in the eighth period were about 1.5 meters. Therefore, it can be concluded that according to the results, the maximum amount of changes in the river bed of Balikhlichai occurred in the third and fourth period near the residential areas of Ardabil province, because human interference has led to the rapid growth of erosion and changes in the river bed. Finally, it is suggested that in future studies, the influence of human societies in creating and increasing the amount of riverbed changes and increasing erosion and sedimentation should be investigated, and preventive measures such as reducing human interference in the riverbed, not encroaching on the river boundary, and preventing land use changes should be carried out. and this will lead to the normal movement of the river in its bed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Ardabil province "
  • " plain morphology "
  • "Balikhlichai river "
  • " simulation"
  • " CAESAR model"
اسفندیاری درآباد فریبا، نظافت تکله بهروز، پاسبان امیرحسام۱۴۰۱. شبیه‌سازی مورفولوژیکی وقوع سیلاب در رودخانه نوران‌چای با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS. پژوهش های فرسایش محیطی; ۱۲ (۳) :۲۱۰-۱۹۰.
 اسفندیاری درآباد، فریبا، بخشنده، رسول، رحیمی، مسعود، حاجی، خدیجه، مصطفی زاده، رئوف. 1401. طبقه بندی و تحلیل ژئومورفولوژی بخشی از رودخانه حمزه خانلو با استفاده از مدل رزگان، هیدروژئومورفولوژی، شماره 25، سال هفتم، صص 59-39.
اسفندیاری درآباد، فریبا، خیری زاده آروق، منصور، رحیمی، مسعود. 1401. تحلیل فضایی مخاطره طبیعی در حوضه آبریز نیرچای با استفاده از مدل Hec-Hms و منطق فازی، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال 22، شماره 66، صص 103-79.
پورنبی درزی، سمیه، وفاخواه، مهدی، رجبی، محمد رسول، 1400. پهنه بندی خطر سیل با استفاده از مدل هیدرولیک RAS در محیط GIS، مطالعه موردی حوضه آبخیز چشمه کیله تنکابن. مخاطرات محیطی طبیعی، شماره 28، دوره 10، صص 15-28.
حجازی، اسدالله، خدایی قشلاق، فاطمه، خدایی قشلاق لیلا، 1400. پهنه بندی خطر سیل در حوضه آبریز ورکش چای با استفاده از مدل هیدرولیک HEC-RAS و افزونه HEC-GEORAS. مجله تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، شماره 53، سال نوزدهم، صص 137-155، 71-80.
خالقی سمیه، حسین زاده محمد مهدی، فتح اله اتی کندی پیام. ۱۴۰۰، شبیه سازی تغییرات رودخانه کلیبرچای با استفاده از مدل سزار (CAESAR). تحلیل فضایی مخاطرات محیطی; ۸ (۲) :۱۷۸-۱۶۵
خیری زاده اروق، منصور; رضایی مقدم، محمدحسین; رجبی، معصومه; دانش فراز، رسول. 1397. تحلیل تغییرات جانبی کانال رودخانه زرین رود با استفاده از روش های ژئومورفولوژی. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی. شماره 4. صص 76 – 102.
رحمتی، فاطمه، رضایی مقدم، محمد حسین، نیکجو، محمدرضا. 1400، بررسی تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر فرسایش و سیل‌خیزی حوضه سقز قبل و بعد از احداث سد شهید کاظمی با استفاده از مدلArcSWAT ، جغرافیا و روابط انسانی، دوره 4، شماره 1، صص 144-127.
رضایی مقدم، محمد حسین؛ خیری زاده، منصور و مسعود رحیمی، 1395، بررسی جابجایی جانبی مجرای رودخانه ارس از سال 1379 تا 1393 (از 15 کیلومتری غرب شهر اصلاندوز تا خروج رودخانه از محدوده سیاسی ایران)، جغرافیا وبرنامه ریزی محیطی، دوره 27، شماره 3، صص 15-32.
موحد، علی، حاتمی، داود، بهروج، فاطمه، پویش، زبیده، دولتشاهی، زینب. 1400، بررسی و تحلیل نقش شاخص‌های ژئومورفولوژی در مکان گزینی و توسعه فیزیکی آتی شهر (مطالعه موردی: شهر زاهدان)، جغرافیا و روابط انسانی، دوره 4، شماره 4، صص 636-619.
مهرورز، ارسلان، مددی، عقیل، اسفندیاری در آباد، فریبا، رحیمی، مسعود. 2021، شبیه سازی سیلاب رودخانه آئورت با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS در محیط GIS (محدوده مورد مطالعه: از روستای شورستان تا تلاقی رودخانه ارس). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، شماره 4، سال هشتم، صص 131-146.
Hancock, G.R, Coulthard, T.J., Willgoose, G.R. 2011. Modelling erosion and channel movement- respose to rainfall variability in South East Australia, 19th international congress on modelling and simulation, 12–16 December, Perth, Australia, pp. 1874-1880.
Hancock, G.R, Lowry, JBC, Coulthard, T.J., Evans, KG, Moliere, DR. 2010. A catchment scale evaluation of the SIBERIA and CAESAR landscape evolution models. Eearth Surface, Process and Landforms, 35: 863-875.
Iosub, M. Minea, I. Hapciuc, O. & Romanescu, G. H. (2015). The use of HEC-RAS modelling in flood risk analysis. Aerul si Apa. Componente ale Mediului, 315.
Khattak, M. S. Anwar, F. Saeed, T. U. Sharif, M. Sheraz, K. & Ahmed, A. (2016). Floodplain mapping using HEC-RAS and ArcGIS: a case study of Kabul River. Arabian Journal for Science and Engineering, 41(4), 1375-1390.
Razi, M. A. M., Marimin, N. A., Ahmad, M. A., Adnan, M. S., & Rahmat, S. N. (2018). HEC-RAS Hydraulic Model for Floodplain Area in Sembrong River. International Journal of Integrated Engineering, 10(2).
Schumm, S.A., (1988). Variability of the fluvial system in space and time. In: T. Rosswall, R.G. Woodmansee and P.G. Risser (Eds), Scales and Global Change: Spatial and Temporal Variability in Biosheric and Geospheric Processes.
Yang, Jie; Townsend, Ronald. D; Daneshfar, Bahram. 2006. Applying the HEC-RAS model and GIS techniques in river network floodplain delineation. Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 33, No. 1, pp. 19-28.
Ziliani, L., Surian, N. 2012. Evolutionary trajectory of channel morphology and controlling factors in a large gravel-bed river. Geomorphology 173–174: 104– 117.
Ziliani, L., Surian, N., Coulthard, T.J., Tarantola, S. 2013. Reduced-complexity modeling of braided rivers: Assessing model performance by sensitivity analysis, calibration, and validation. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, Vol. 118, 1-20.