چکیده

سیل یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی است که معمولاً با خسارت های جانی و مالی فراوانی همراه است. سیل همه ساله در گوشه و کنار کشور خسارات زیادی را به منابع اقتصادی وارد می آورد. وقوع  سیل و خسارات ناشی از آن در ایران طی سال های اخیر روند افزایشی داشته است؛ حال آن که به آن توجه زیادی نشده است. هر ساله بخشی از بنا ها و تاسیساتی که در پایین دست رودخانه های کشور قرار دارند به دلیل وقوع طغیان های فصلی و آزاد سازی جریان های بزرگ تر از ظرفیت سالم رودخانه ها متحمل خسارات فراوانی می شوند. وقوع سیل در یک حوضه آبریز تابع متغیرهای زیادی است این متغیرها هر ساله از شرایط و مقدار ثابتی برخوردار نیستند. در این تحقیق سعی شده تا تاثیر ویژگی های ژئومرفولوژیک به خصوص شیب و پوشش گیاهی در سیل خیزی از طریق مقایسه میزان تاثیرگذاری متغیرهای مؤثر در حوضه مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. روش تحقیق بر پایه روش تحلیلی استوار بوده است و تکنیک کار، کمیت پذیری هر یک از متغیرهای مؤثر در سیل خیزی (پوشش گیاهی، شیب، و...) بوده است. با بررسی شرایط طبیعی ملاحظه می شود که زمینه های طبیعی بسیار مساعدی برای وقوع سیل وجود دارد. با این وجود در حوضه ذیلکی رود به دلیل شیب زیاد و نیز غلبه سا یر متغیر های مورد بررسی، نیروی برشی آب زیادتر شده و در نتیجه قدرت فرسایشی جریان افزایش می یابد و از اینرو سیل خیزی در این حوضه زیاد می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که حوضه ذیلکی رود از نظر ویژگی های مرفومتریک به شکل دایره نزدیک ترمی باشد و بدیهی است این حوضه از قابلیت سیل خیزی نیز برخوردار است.

با توجه به خصوصیات فیزیکی حوضه مثل مساحت، شیب زیاد، نفوذ پذیری کم، پایین بودن زمان تمرکز، به همراه عوامل موثر دیگر نظیر قطع بی رویه جنگل ها، تخریب اراضی مرتعی بر اثر چرای مفرط و... بویژه در سالهای اخیر باعث شده تا ارتفاع رواناب حوضه درحد بالای قرار گیرد و هر از چند سال سیلابهای مخرب باعث بوجود آوردن مشکلاتی برای حوضه آبخیز ذیلکی رود گردد. با استفاده از روش‎های برآورد سیلاب، دبی سیلاب با دوره بازگشت‎های بیش از10 سال حجم سیلاب زیادتری تولید می کند.

واژگان کلیدی: حوضه آبخیز، سیل، حوضه ذیلکی رود، عوامل محیطی، پوشش گیاهی، شیب

فهرست مطالب

عنوان                                             صفحه

چکیده. 1

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1. مقدمه.. 2

1-2. بیان مسئله.. 5

1-3. سوال تحقیق.. 6

1-4. اهداف تحقیق.. 6

1-5. فرضیات تحقیق.. 6

1-6. سوابق تحقیق.. 6

1-7. قلمرو تحقیق.. 7

فصل دوم: مبانی نظری تحقیق

2 -1. سیل.. 10

2-2. جریان رودخانه ای.. 10

2-3. رابطه بین جریان رودخانه ای و متغیر های بستر رودخانه   10

2-4. عوامل موثر در بروز سیل.. 11

2-5. علل وقوع و تشدید سیلاب.. 11

2-5-1. عوامل ناشی از شرایط طبیعی. 11

2-5-1-1عوامل اقلیمی. 11

2-5-1-2  شرایط توپوگرافی. 12

2-5-1-3  عوامل حوضه‎ای. 12

2-5-1-4 زمین شناسی و خاک شناسی حوضه. 13

2-5-1-5  ویژگی های پوشش گیاهی حوضه. 14

2-6. عوامل ناشی از بهره برداری و دخالت انسان.. 14

2-6-1. بهره برداری نادرست از منابع طبیعی. 14

2-6-2. تجاوز به حریم رودخانه. 15

2-6-3. برداشت بی رویه شن و ماسه. 15

2-6-4. تخلیه آشغال، زباله و فاضلاب به رودخانه ها. 15

2-6- 5. نامناسب بودن سازه ها. 15

2-7. انواع سیل.. 16

2-7-1. سیل ناگهانی. 16

2-7-2. سیل رودخانه ای. 16

2-7-3. سیل ساحلی. 17

2-7-4. دلیل انسانی. 17

2-7-5. سیل ناگهانی شهر. 18

2-7-6. مشخصات سیل. 18

2-7-7. پیش بینی سیل های رودخانه ای. 18

فصل سوم: داده‎ها و روش‎ها

3-1. داده ها.. 20

3-1-1. بررسي آمار و اطلاعات هواشناسی. 20

3-1-2. بررسي آمار و اطلاعات هیدرولوژی. 21

3-2. روش کار.. 22

فصل چهارم: یافته های تحقیق

4-1. واحد های ژئومورفولوژی حوضه ذیلکی رود.. 24

4-1-1. واحد کوهستانی. 25

4-1-2. واحد فلات ها و پایکوههای پر شیب:. 26

4-2. شیب حوضه.. 29

4-3. زمین شناسی حوضه ذیلکی رود.. 30

4-4. خاکهای حوضه ذیلکی رود.. 33

4-4-1. گروه هیدرولوژیکی خاکها. 34

4-5. پوشش گیاهی حوضه ذیلکی رود.. 36

4-5-1. تیپ توسکا _ لرگستان. 37

4-5-2. تیپ ممرز. 37

4-5-3. تیپ راش _ ممرزستان. 37

4-5-4. تیپ راش خالص. 37

4-6. فیزیوگرافی حوضه آبریز ذیلکی رود.. 40

4-6-1. خصوصیات فیزیکی حوضه ها. 40

4-6-2. واحد ژئومورفیکی حوضه ای. 41

4-6-3. خصوصیات هندسی یا ژئومتری حوضه. 42

4-6-3-1. واحد هیدرولوژیک. 42

4-6-3-2. مساحت حوضه. 42

4-6-3-3. محیط حوضه. 43

4-6-3-4. شبکه رودخانه ها. 44

4-6-3-5 شکل حوضه آبخیز. 50

4-6-3-6 ارتفاع حوضه (پستی و بلندی). 53

4-6-3-7. شیب حوضه. 56

4-7. اقلیم.. 62

4-7-1.  بررسی شبکه ایستگاههای هواشناسی و هیدرومتری:. 62

4-7-2. بررسی داده های بارش. 63

4-7-3. انتخاب پایه زمانی مشترک یا دوره شاخص آماری. 64

4-7-4. روشهای غیرنموداری (روش آزمون همگنی دادههای آماری"ران تست"). 64

4-7-5. انحراف معیار بارندگی حوضه. 65

4-7-6. ضریب تغییرات. 65

4-7-7. بارندگی ماهیانه. 66

4-7-8. توزیع فصلی بارش و رژیم باراندگی. 67

4-7-9. تغییرپذیری بارندگی حوضه. 68

4-7-10. ضریب تغییرات ماهانه بارش. 69

4-7-11. احتمال وقوع ودوره بازگشت باران در حوضه ذیلکی رود. 70

4-7-12. حداکثر بارندگی 24 ساعته حوضه. 71

4-7-13. حداکثر بارش محتمل. 72

4-7- 14. فرسایندگی باران در حوضه ذیلکی رود. 72

4-7-15. رژیم حرارتی حوضه. 73

4-7-16. روند تغییرات میانگین ماهانه دما. 74

4-7-17. تغییرات روزانه و فصلی دما. 75

4-7- 18. رژیم فصلی دما در حوضه. 75

4-7-19. تعداد روزهای یخبندان حوضه. 76

4-7-20. پتانسیل حرارتی (درجه _ روز). 77

4-7-21. رطوبت. 78

4-7-22. تبخیر. 78

4-7-22-1. تبخیروتعرق پتانسیل به روش تورنت وایت (etiaW htnrohT)   79

4-7-22-2. تبخیر و تعرق واقعی. 80

4-7-23. نوع اقلیم حوضه ذیلکی رود. 80

4-7-23-1. روش دمارتن اصلاح شده. 81

4-7-23-2. سیستم طبقه بندی آمبرژه. 82

3-8-24. نمودارهای اقلیمی. 82

4-7-24-1. منحنی آمبروترمیک. 82

4-8. هیدرولوژی.. 83

4-8-1. بررسی آبدهی ماهانه حوضه ذیلکی رود. 83

4-8-2. بررسی آبدهی فصلی حوضه ذیلکی رود. 84

4-8-3. تداوم جریان رودخانه ای. 85

4-8-4. حجم آب جاری شده. 86

4-8-5. ارتفاع آب جاری شده. 87

4-8-6. برآورد دبی حداکثر سیلاب حوضه ذیلکی رود........ 87

4-8- 7. توزیع گامبل (Cumble). 88

4-8-8. تعیین ضریب روانآب و نگهداشت حوضه. 90

4-8-9. بررسی پدیده سیل و اثرات آن در حوضه آبریز ذیلکی رود   94

4-8-10. اثرات سیلاب در حوزه آبریزذیلکی رود. 94

4-8-11. اندازه گیری دبی سیل. 95

4-8-12. محاسبه و تحلیل دبی متوسط سیل. 96

4-8-13. بررسی رابطه دبی سیلاب با مساحت حوضه. 96

4-8-14. برآورد حداکثر دبی سیلاب در حوضه آبریز ذیلکی رود. 97

4-8-15. برآورد دبی میانگین سیلاب بر مبنای عوامل محیطی در حوضه آبریز ذیلکی رود. 98

4-8-16. بررسی پارامترهای موثر مستقل. 99

4-8-17. بررسی رابطه بین ارتفاع و پوشش گیاهی و سیل. 101

4-8-18. پوشش جنگل و جلوگیری از سیل در شمال ایران. 101

4-8-19. نحوه استفاده از اراضی و پوشش گیاهی منطقه. 101

4-8-20. عوامل زمین شناسی. 102

4-8-21.  بر آورد دبی حداکثر دبی لحظه ای (دبی پیک). 102

فصل پنجم: نتیجه گیری

5-1. آزمون فرضیه ها.. 106

5-2. نتیجه گیری.. 107

5-3. پیشنهادها.. 113

منابع و ماخذ. 115

فهرست جداول

عنوان                                             صفحه

جدول 3-1 مشخصات ایستگاههای محدوده مورد مطالعه و اطراف آن. 21

جدول 3-2 مشخصات جغرافیایی ایستگاه هیدرومتری  اوستا قاسم محله در رودخانه ذیلکی. 21

جدول 4-1 طبقات شیب و درصد مساحت مربوط به هر طبقه. 30

جدول 4-2 گروههای هیدرولوژیکی خاکها. 34

جدول 4-3  مشخصات کلاس های مختلف در حوضه ذیلکی. 36

جدول 4-4  مشخصات رتبه بندی آبراهه ها در حوضه آبریز ذیلکی رود   47

جدول 4-5  مشخصات تعداد انشعابات آبراهه ها در حوضه آبریزذیلکی رود   48

جدول 4-6  مشخصات ایستگاههای محدوده مورد مطالعه و اطراف آن   63

جدول 4-7  برآورد متوسط بارش ماهانه و سالانه حوضه ذیلکی رود از سال (1386_1357). 66

جدول 4-8   توزیع فصلی بارش حوضه و درصد آن به کل سال. 67

جدول 4-9  تغییرات میانگین سالانه ایستگاههای اطراف حوضه. 68

جدول 4 -10 تغییرات ماهانه بارندگی (V. C) و انحراف معیار (D. S) حوضه ذیلکی رود. 69

جدول 4-11 احتمال وقوع بارندگی سالانه و دوره برگشت حوضه ذیلکی رود به روش  ویبول. 70

جدول 4-12 نتایج تحلیل بارندگی 24 ساعته واحتمال وقوع بارندگی درحوضه ذیلکی رود. 71

جدول 4-13 فرسایندگی باران در ماههای مختلف سال در حوضه ذیلکی رود به روش فورنیه. 73

جدول 4-14 داده های درجه حرارت حوضه ذیلکی رود. 73

جدول 4-15 روند تغییرات ماهیانه دما، انحراف معیاروضریب تغییرات حوضه ذیلکی رود. 74

جدول 4-16 رژیم فصلی و درصد حرارت حوضه آبریزذیلکی رود. 75

جدول 4-17 تعداد روزهای یخبندان بر حسب ماههای سال در حوضه ذیلکی رود. 77

جدول 4-18 محاسبه درجه _ روز و مقداررذوب برف در حوضه آبریز ذیلکی رود. 77

جدول 4-19 میانگین رطوبت نسبی حوضه ذیلکی رود. 78

جدول 4-20 مقادیر تبخیر و تعرق پتاسیل حوضه آبریز ذیلکی رود به روش تورنت وایت. 79

جدول 4-21 میانگین تبخیر از طشت در ایستگاه درازلات. 80

جدول 4-22 طبقه بندی اقلیمی و محدوده ضریب خشکی به روش دمارتن   81

جدول 4-23 جریان ماهانه و متوسط سالانه حوضه آبریز ذیلکی رود ایستگاه شیرآباد در دوره 30 ساله. 84

جدول 4-24 میانگین فصلی دبی ایستگاه شیرآباد. 85

جدول 4-25 برآورد حجم جریان ماهانه و متوسط سالانه حوضه آبریز ذیلکی رود در ایستگاه شیرآباد در دوره 30 ساله. 86

جدول 4-26 برآوردارتفاع متوسط روانآب ماهانه و سالانه حوض ذیلکی ایستگاه شیرآباد به میلیمتر. 87

جدول 4-27 دوره برگشت های سالانه از دبی های حداکثر لحظه ای سالیانه   88

جدول 4-28 برآورددبی حداکثرلحظه ای به روش گامبل دردوره برگشت 2تا100ساله ایستگاه ذیلکی رود.. 89

جدول 4-29 برآورد ضریب روانآب ماهانه و سالانه حوضه ذیلکی رود   91

جدول 4-30 برآورد ضریب نگهداشت ماهانه و سالانه حوضه ذیلکی رود   92

جدول4-31 آبدهي ایستگاه شهر بیجار با دوره برگشتهاي مختلف و توزيعهاي مختلف آماري (مترمکعب بر ثانیه).. 96

جدول 4-32 روابط رگرسیون آبدهی با مساحت برای ماههای مختلف سال و متوسط آبدهی سالیانه. 97

جدول 4-33  نتایج تحلیل فراوانی سیلاب در ایستگاه شهر بیجار ذیلکی رود برحسب مترمکعب بر ثانیه. 98

جدول 4-34 دبی پیک ایستگاه سیاه جعفر لیسار در دوره اماري مشترك (1374-1388). 103

جدول 4-35 حداکثر دبی آبدهی اوج حوضه آبریزذیلکی رود با دوره بازگشت های مختلف به متر مکعب بر ثانیه (سال آبی 1374-1388)   104

جدول 4-36  دبی ویژه سیل به روش هورتون  (متر مکعب در ثانیه در کیلو متر مربع). 104

جدول 4-37  مقادیر دبی حداکثر سیلاب حوزه با استفاده از روش دیکن (مترمکعب بر ثانیه). 104

جدول4-38 مقادیر دبی پیک سیلاب حوزه ذیلکی به روش فولر با دورههای بازگشت مختلف.. 104

جدول 4-39 مقادير دبي ويژه حوزه ذیلکی رود (متر مكعب بر ثانيه بر كيلومتر مربع). 104

جدول 5-1  گروههای هیدرولوژیکی خاکها. 111

فهرست نمودارها

عنوان                                             صفحه

نمودار 1-1 دلیل طبیعی سیل. 17

نمودار 4-1 روند کاهش و افزایش متوسط باراندگی ماهانه حوضه ذیلکی رود. 67

نمودار 4-2 توزیع درصد بارش فصلی در حوضه آبریز ذیلکی رود. 68

نمودار 4-3 رژیم حرارتی حوضه ذیلکی رود. 74

نمودار 4-4 رژیم فصلی و متوسط دما حوضه آبریز ذیلکی رود. 76

نمودار 4-5 نمودار آمبروترمیک حوضه ذیلکی رود. 83

نمودار 4-6 توزیع ماهانه دبی در ایستگاه شیرآباد. 84

نمودار 4-7 توزیع فصلی جریان آب به درصد ایستگاه شیرآباد. 85

فهرست اشکال

عنوان                                             صفحه

شکل 4-1  تعیین تعداد دنباله های مجاز به روش آزمون ران تست حوضه ذیلکی رود. 64

فهرست نقشه ها

عنوان                                             صفحه

نقشه 4-1 توپوگرافی حوضه ی ذیلکی. 28

نقشه 4-2 زمین شناسی  حوضه ذیلکی. 32

نقشه 4-3 خاک حوضه ی ذیلکی. 35

نقشه 4-4  کاربری اراضی و پوشش گیاهی حوضه ذیلکی. 39

نقشه 4-5 شبکه آبهای حوضه آبریز ذیلکی رود. 45

نقشه 4-6 رتبه بندی حوضه ذیلکی. 49

نقشه 4-7  نقشه هیپسومتری. 55