انتشارات مرکز, پایان نامه ها 1404/11/25 63

توسعه یک سامانه تصمیم یار برای مدیریت سیلاب شهری

مدیریت مؤثر سیلاب‌های شهری به دلیل افزایش تغییرات اقلیمی و رشد سریع شهرها، یکی از مهم‌ترین چالش‌های مدیریت منابع آب و زیرساخت‌های شهری به شمار می‌آید. در مواجهه با این چالش‌ها، توسعه و به‌کارگیری سامانه‌های پشتیبان تصمیم به‌منظور تسریع شبیه‌سازی شرایط مختلف، بهبود تصمیم‌گیری، اعمال سناریوهای مختلف بارش و و تغییرات اقلیمی و ارزیابی بهینه روشهای توسعه کم اثر (LID) امری ضروری به نظر می‌رسد. در این مطالعه، یک سامانه تصمیم یار تحت وب (DSS) با هسته مدل SWMM برای مدیریت سیلاب شهری توسعه یافته است. این DSS به کاربران امکان می‌دهد تا سناریوهای مختلف بارش و روش‌های توسعه کم‌اثر را اعمال کرده و نوع، مکان و اندازه این روش‌ها را به صورت بهینه تعیین کنند. بهینه‌سازی باهدف کاهش پیک جریان و کاهش هزینه‌ها با استفاده از الگوریتم بهینه سازی چندهدفهNSGA-II صورت می‌گیرد. علاوه بر این، DSS پیشنهادی به بررسی اثرات تغییر اقلیم و پیش‌بینی بارش با دوره بازگشت 50 ساله می‌پردازد. این پیش‌بینی‌ها برای سه حالت آینده کوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلند‌مدت با استفاده از نسل ششم مدل‌های گردش عمومی جو (GCM6) انجام شده است. یکی دیگر از قابلیتهای مهم این سامانه، توانایی آن در تحلیل پروفیل عمق جریان در گره‌ها و دبی جریان در کانال‌ها در طول مدت شبیه‌سازی است که امکان ارزیابی دقیق‌تر و جامع‌تر وضعیت سیلاب را فراهم می‌آورد. برای ارزیابی عملکرد سامانه،DSS طراحی‌شده بر روی حوضه سیل‌برگردان شرق مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان‌دهنده توانایی این سامانه در مدیریت و پیش‌بینی سیلاب‌های شهری، بهبود فرایندهای تصمیم‌گیری و کاهش هزینه‌های مرتبط با سیلاب‌ها است. بر اساس یافته ها، اعمال روش‌های توسعه کم‌اثر در حدود 2/0 درصد از مساحت این حوضه می‌تواند کاهش 8، 10، 12 و 20 درصدی پیک جریان برای بارش با دوره بازگشت‌های 2، 5، 10 و 50 سال را در پی داشته باشد. همچنین نتایج بدست آمده از راه حل‌های ابتدایی، که به مجموعه‌ای از جوابهای جبهه پارتو با هزینه کمتر اشاره دارد، بازدهی بیشتری نسبت به سایر جوابها در این حوضه دارد. همچنین، ترکیب روش‌هایی مثل سلول ماند زیستی، جوی باغچه و روسازی نفوذپذیر یک استراتژی موثر در کاهش دبی پیک جریان عمل کرد. ارزیابی اثرات تغییرات اقلیم نشان می‌دهد به کارگیری روش‌های توسعه کم‌اثر می‌تواند اثرات تغییرات اقلیمی در افزایش جریانهای سطحی را تا حد قابل قبولی کاهش دهد. این روش ها می تواند کاهش 13، 15 و 18 درصدی پیک جریان را برای یکی از سناریوهای آینده کوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلندمدت داشته باشد.