مدیریت آب های سطحی شهری با استفاده از زیر ساخت های سبز (sponge city)

هدف این پژوهش، بررسی و تحلیل نقش زیرساخت های سبز در مدیریت آب های سطحی شهری با رویکرد شهر اسفنجی در شهر کرج است. روش پژوهش، شبیه سازی هیدرولوژیک با استفاده از مدل SWMM و ارزیابی سناریوهای مختلف زیرساخت سبز مبتنی بر اصول توسعه ی کم اثر (LID) می باشد. بدین منظور، مدل SWMM با استفاده از داده های ۶ رخداد بارش مستقل در بازه ی زمانی ۱۴۰۰ تا ۱۴۰۲ واسنجی و اعتبارسنجی شد و شش سناریوی زیرساخت سبز شامل بام سبز (S۱)، روسازی نفوذپذیر (S۲)، باغ باران (S۳)، ترانشه نفوذ (S۴)، بشکه ی ذخیره ی آب باران (S۵) و ترکیب هم زمان کلیه ی روش ها (S۶) در چهار دوره ی بازگشت ۲، ۵، ۱۰ و ۲۰ ساله شبیه سازی شد. نتایج واسنجی و اعتبارسنجی نشان داد که مدل SWMM با ضریب کارایی نش-ساتکلیف (NSE) بین ۰٫۶۵ تا ۰٫۸۱ و ضریب تبیین (R²) بین ۰٫۷۲ تا ۰٫۸۵، دقت قابل قبولی در شبیه سازی رواناب شهری در منطقه ی مورد مطالعه دارد. در شرایط موجود، در دوره ی بازگشت ۲۰ ساله، حجم رواناب به ۳۰۲,۱۰۰ مترمکعب و دبی پیک به ۲۹٫۲ مترمکعب بر ثانیه می رسد. سناریوی ترکیبی (S۶) با کاهش حجم رواناب بین ۲۶٫۴ تا ۴۶٫۵ درصد و کاهش دبی پیک بین ۲۳٫۲ تا ۴۲٫۸ درصد، بیشترین تاثیر را در مدیریت آب های سطحی داشته است. در بین سناریوهای تکی، بام سبز (S۱) با کاهش ۱۳٫۴ تا ۲۴٫۳ درصدی رواناب و روسازی نفوذپذیر (S۲) با کاهش ۱۰٫۱ تا ۱۸٫۷ درصدی رواناب، به ترتیب بیشترین کارایی را داشته اند. اولویت بندی سناریوها با روش TOPSIS نشان داد که سناریوی ترکیبی (S۶) با شاخص شباهت ۰٫۷۶۹ به عنوان بهترین سناریو و روسازی نفوذپذیر (S۲) با شاخص شباهت ۰٫۴۰۲ در رتبه ی دوم قرار دارد. تحلیل فضایی با تلفیق مدل SWMM و GIS نشان داد که مناطق جنوبی و مرکزی شهر کرج با تراکم بالای سطوح نفوذناپذیر (بیش از ۷۰٪)، بیشترین اولویت را برای اجرای زیرساخت های سبز دارند. بر اساس یافته ها، پیاده سازی مرحله ای سناریوی ترکیبی زیرساخت های سبز می تواند تاب آوری شهری را در برابر بحران های آبی ارتقا داده و هزینه های بلندمدت مدیریت سیلاب را کاهش دهد. کارایی تمام سناریوها با افزایش دوره ی بازگشت کاهش می یابد، اما حتی در دوره ی بازگشت ۲۰ ساله، سناریوی ترکیبی توانسته است دبی پیک را ۲۳٫۲ درصد کاهش دهد که نشان دهنده ی اثربخشی قابل قبول این رویکرد در بارش های شدید است.