پیش‌بینی پدیده جداشدگی جریان از مسیر اصلی‌اش بر روی مخروط افکنه‌ها با استفاده از مدل هیدرولیکی FLO-2D

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی گروه مهندسی آب /دانشگاه فردوسی مشهد ، مشهد، ایران

2 کارشناس ارشد مدیریت منابع آب گروه مهندسی آب / دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 استادیار / گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

4 دانشیار / گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

خطر‌های ناشی از سیل بر روی مخروط افکنه با پتانسیل تغییر مکان آبراهه در سرتاسر عرض مخروط افکنه ادغام شده و باعث خسارات فراوانی می‌گردد. این تغییر مکان جداشدگی (avulsion) نامیده می‌شود. با توجه به اینکه جریان بر روی مخروط افکنه‌ها دو بعدی می‌باشد از یک مدل دو بعدی بنام FLO-2D برای شناسایی نواحی با پتانسیل جداشدگی جریان در این پژوهش استفاده گردیده است. این پژوهش بر روی دو مخروط افکنه یکی (فریزی) در شمال شرقی و دیگری(سرباز) در جنوب شرقی ایران صورت گرفته است. با استفاده از این مدل جریان بر اساس دبی 100 و 500 ساله شبیه سازی شد، سپس با استفاده از تصاویر هوایی اخیر از مخروط افکنه با پلات کردن نتایج این مدل روی این عکس‌های هوایی ، نواحی که پتانسیل جداشدگی  جریان دارند شناسایی گردید. برخی از این جداشدگی‌ها بیشتر در نواحی رخ داده اند که تاکنون احتمال خطر سیل در آنها وجود نداشته است، در حالی که نتایج نشان از وقوع جداشدگی‌های بزرگی بر روی آنها را می‌دهد. بنابراین استفاده از این روش می‌تواند به شناسایی نواحی با ریسک جداشدگی کمک کند و خسارات احتمالی ناشی از آن را کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of Avulsion Phenomenon on Alluvial Fans Using FLO-2D Hydraulic Model

نویسندگان [English]

  • Z. Mollaei 1
  • H. Madani 2
  • A.R. Farid Hosseini 3
  • K. Davary 4
1 - M.Sc. graduate, Drainage and Irrigation Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 M.Sc. graduate, Water Resources Management, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
4 Associated Professor, Department of Water Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

The risk of flood incorporated with the potential of channel shift across the width of alluvial fans may cause substantial damages. This shift is called avulsion. The earlier methods of determining avulsion on alluvial fans (such as FAN mathematical model) were received negative criticism and did not give accurate results. Given that flow on alluvial fans is two-dimensional, FLO-2D model was used in this research to identify the areas with avulsion potential. The avulsion phenomenon was studied on two alluvial fans in Iran; one in the North-east (Ferizi) and one in the south-east (Sarbaz). Using this model, flow was simulated based on 100 and 500-year discharges. Then areas with avulsion potential were identified by plotting the results of the model on the recent aerial photographs of the alluvial fans. Results showed that massive evulsions had happened in the areas with no expectation of such phenomenon. Thus, using this method can help to identify areas with avulsion risk and reduce the potential damages caused by it.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alluvial fan
  • FLO-2D model
Bryant MP, Falk and Paola C (1995) Experimental study of avulsion frequency and rate of deposition. Geology 23(4): 365-368.

Dawdy DR (1979) Flood frequency estimates on alluvial fan. Journal of the Hydraulics Engineering 105(11): 1407-1412.

FEMA (1990) An alluvial fan flooding computer program. Users Manual and Program Disk: Washington, D.C., Federal Emergency Management Agency.

Field J (2001) Channel avulsion on alluvial fans in southern Arizona. Geomorphology

FLO-2D (2012) FLO-2D User’s Manual. FLO-2D Engineering.

 Fuller JE (2012a) Alluvial fan flood hazard identification and mitigation methods, PFHAM Refinement Study, Final Report.

Fulle  JE (2012b) Evaluation of avulsion potential on active alluvial fans in Central and Western Arizona. Arizona Geological Survey Contributed Report CR-12-D, Tucson, Arizona.

 Fuller JE (2012c) Theoretical and Practical deficiencies in the FEMA fan methodology. Arizona Geological Survey Contributed Report CR-12-B, Tucson, Arizona.

Hjalmarson HW, S.P. Kemna (1991) Flood hazards of distributary-flow areas in southwestern Arizona: U.S. Geological Survay Water Resources Investigations Report 91-4171, 68 p.

Hook  RL (1965) Alluvial fans, Ph.D. Dissertation, California Institute of Technology, Pasadena, California.

 O Brien JS (2007) FLO-2D flood routing model. Version 2007.06, Copyright 1989, 1993, 2004 FLO-2D Software Inc.

Pearthree PA,  J.E. Klawon and T.W. Lehman (2004) Geomorphology and hydrology of an alluvial fan on Tiger Wash, Maricopa and La Paz Counties, West-central Arizona Geological Survey Open-File Report 04-02,40p.

Tornqvist TE and J.S. Bridge (2002) Spatial variation of overbank aggradation rate and its influence on avulsion frequency, Sedimentology, vol. 49: 891-905. URS, 2012, Rainbow Valley Area Drainage Master Plan, Report to the Flood Control District of Maricopa County.