ارزیابی تاثیر دقت مدل رقومی ارتفاعی بر شبیه‎سازی پهنه خطر سیل مطالعه موردی: (بازه مکانی رودخانه پایین دست شهر خرم آباد)

زمینه و هدف: علی رغم پیشرفت های قابل توجه در زمینه توسعه مدل های هیدرولیکی، دقت پیش بینی سیلاب ها تحت تاثیر عوامل متعددی از جمله توپوگرافی و دقت مدل رقومی ارتفاعی (DEM) و ضریب زبری قرار دارد. به ویژه، دقت مدل رقومی ارتفاعی می تواند تاثیر قابل توجهی بر نتایج شبیه سازی های سیلاب و برآورد نقشه های خطر سیل داشته باشد. هدف اصلی این تحقیق، ارزیابی تاثیر دقت مدل رقومی ارتفاعی بر کارایی مدل دو بعدی HEC-RAS در شبیه سازی پهنه خطر سیل می باشد. روش تحقیق: در این پژوهش، تاثیر دقت مدل رقومی ارتفاعی بر نتایج مدل HEC-RAS با استفاده از سه لایه رقومی ارتفاعی با دقت تفکیک ۰.۵، ۲ و ۳ متر مورد تحلیل قرار گرفت. شبیه سازی جریان آب در ناحیه ای از رودخانه پایین دست شهر خرم آباد در استان لرستان به طول ۳ کیلومتر انجام شد. دبی های اندازه گیری شده در فروردین و آبان ۱۴۰۳ به ترتیب برابر با ۳۴ و ۱۵ مترمکعب بر ثانیه و همچنین رخداد سیل فروردین معادل ۱۰۰۰ مترمکعب بر ثانیه در نظر گرفته شد. نتایج شبیه سازی شامل عمق و سرعت جریان آب بر اساس سه لایه رقومی ارتفاعی فوق الذکر با مقادیر اندازه گیری شده در چهار مقطع عرضی از بازه مورد مطالعه برای دبی های مذکور مقایسه گردید. تحلیل های انجام شده از طریق ارزیابی پارامترهای اندازه گیری شده (عمق، سرعت و عرض گسترش جریان) و نتایج شبیه سازی چهار مقطع مشاهداتی، به همراه استفاده از شاخص های آماری RMSE و MAPE، انجام شد. یافته ها: نتایج نشان داد که دقت مدل رقومی ارتفاعی تاثیر قابل توجهی بر عملکرد مدل HEC-RAS دارد. به ویژه، برای مدل رقومی ارتفاعی با دقت ۰.۵ متر نسبت به دو مدل رقومی ارتفاعی با دقت ۲ و ۵ متر، نتایج شبیه سازی جریان و نقشه های خطر سیل به مراتب به واقعیت اندازه گیری شده نزدیک تر است. میانگین خطای پیش بینی عمق و سرعت جریان به ترتیب ۱۰% و ۱۲% کمتر از مدل های با دقت ۲ و ۵ متر بود. همچنین، تحلیل های انجام شده بر روی پارامترهای هیدرولیکی شامل عمق، سرعت و عرض گسترش جریان، ارتباط معناداری بین دقت مدل رقومی ارتفاعی و دقت پیش بینی های سیلاب را نشان داد. نتیجه گیری: به طور کلی، می توان نتیجه گرفت که دقت مدل رقومی ارتفاعی نقش کلیدی در بهبود کارایی مدل HEC-RAS در شبیه سازی پهنه خطر سیلاب ایفا می کند. در شرایطی که دقت مدل رقومی ارتفاعی بالا باشد، نتایج پیش بینی به مراتب بهتر و قابل اطمینان تری حاصل می شود. بنابراین، بهبود دقت مدل های رقومی ارتفاعی می تواند به عنوان یک استراتژی موثر در مدیریت خطر سیلاب در نظر گرفته شود. همچنین، بهینه سازی و ارتقاء تکنیک های تولید داده های ارتفاعی می تواند به تقویت دقت پیش بینی های سیلاب و در نتیجه کاهش آسیب های ناشی از سیلاب ها کمک نماید. این نتایج بر لزوم توجه به دقت مدل های هیدرولیکی و ضرورت به کارگیری داده های با کیفیت بالا در مطالعات مرتبط با مدیریت ریسک سیل و کاهش خطر سیلاب تاکید می ورزد.

کلیدواژه ها:

DEM ، HEC-RAS model ، Model sensitivity ، Uncertainty ، DEM ، مدل HEC-RAS ، حساسیت مدل ، عدم قطعیت