دانلود تحقیق سیلاب

مقدمه

بدون شک سیلاب بعنوان یک بلای طبیعی شناخته شده است ولی در عمل سیلاب هم از نظر تلفات جانی و هم از نظر خسارات مالی مهیب ترین بلای طبیعی در جهان محسوب می شود. از سال 1988 تا 1997 حدود 390000 نفر در اثر بلایای طبیعی در جهان کشته شدند که 58 درصد مربوط به سیلاب، 26 درصد در اثر زلزله 16 درصد در اثر طوفان و بلایای دیگر بوده است.  خسارات کل در این 10 سال حدود 700 میلیارد دلار بوده است که به ترتیب 33، 29، 28 درصد مربوط به سیلاب، طوفان و زلزله بوده است. در این رابطه نکته نگران کننده، روند افزایشی تلفات و خسارات سیلاب در جهان در دهه های اخیر بوده است. افزایش جمعیت و دارایی ها در سیلابدشتها تغییرات هیدرو سیستمها و اثرات مخرب فعالیتهای انسانی از دلایل عمده این روند افزایش بوده است. در هنگام بارش باران و برف, مقداری از آب جذب خاک و گیاهان می شود, درصدی تبخیر میشود و باقیمانده جاری شده و رواناب نامیده می شود. سیلاب زمانی روی می دهد که خاک و گیاهان نتوانند بارش را جذب نموده و در نتیجه کانال طبیعی رودخانه کشش گذردهی رواناب ایجاد شده را نداشته باشد. بطور متوسط تقریبا  30 درصد بارش به رواناب تبدیل می شود که این میزان با ذوب برف افزایش می یابد. سیلابهایی که بصورت متفاوت روی می دهد منطقه ای به نام سیلابدشت را در اطراف رودخانه بوجود می آورند. سیلابهای رودخانه اغلب ناشی از بارش های شدید می باشد که در برخی موارد همراه با ذوب برف می باشد. سیلابی که بدون پیش هشدار یا پیش هشدار کمی در رودخانه جاری شود تند سیل نامیده می شود. تلفات جانی این تند سیلابها که  در حوزه های کوچک  بوقوع می پیوندند عموما  بیشتر از تلفات جانی سیلابهای رودخانه های بزرگ می‌باشند. نواحی ساحلی نیز در معرض آبگرفتگی ناشی از موجهای بوجود آمده از طوفانهای شدید بر سطح اقیانوسها یا موجهای ناشی از زلزله های زیرزمینی می باشند. سیلابها نه تنها موجب خسارت به دارایی ها میشوند و جان انسانها و حیوانها را به خطر می اندازند بلکه اثرات دیگری نیز از خود بر جا می گذارند. رواناب ناشی از بارشهای شدید موجب فرسایش خاک در بالادست و مشکلات رسوب گذاری در پایین دست می گردد. زیستگاههای ماهی و دیگر جانوران اغلب در اثر سیلاب نابود می شوند. سرعت زیاد جریان موجب افزایش خسارتها می شود. سیلابهای طویل المدت موجب توقف ترافیک شده ومانع از زهکشی و کاربری اقتصادی از اراضی میشوند. تکیه گاههای پلها, سواحل رودخانه ها, خروجی های فاضلاب و دیگر سازه ها دچار آسیب می شوند و در کشتی رانی و تولید انرژی برق  آبی خلل وارد می شود. خسارات اقتصادی سیلابها در جهان سالیانه دهها میلیارد دلار برآورد می شود.

 مهار سیلابها

روشهای اصلی مهار سیلاب از زمانهای دور بکار گرفته می شوند. اینها شامل احیا ﺀ جنگلها, احداث سیل بندها , سدها, مخازن و کانالهای سیلاب بر می باشند.  در زمانهای دور در کشور چین در کناره های رودخانه زرد سیل بندهای طویلی احداث گردید. تصور سازندگان این سیل بندها این بود که با محدود کردن رودخانه, احداث سیل بندها موجب افزایش سرعت و فرسایش و عمیق تر شدن بستر می شوند و در نتیجه گذردهی رودخانه افزایش می یابد. بر خلاف تصور اولیه, احداث سیل بندها موجب بالا آمدن بستر رودخانه گردید و بجای آن در گستره وسیعی رسوب گذاری شود این امر در محدوده سیل بندها صورت می گرفت. با بالا آمدن بستر رودخانه اجبارا  ارتفاع سیل بندها نیز افزایش یافت و پس از 4000 سال بستر رودخانه در برخی نقاط به حداکثر 21 متر بالاتر از دشتهای اطراف رسید. در سال 1887, یکی از بدترین سیلابهای تاریخ در این رودخانه بوقوع پیوست و یک میلیون نفر در اثر این سیلاب کشته شدند. سیل بندهایی که در قرون وسطی در رودخانه های پو, دانوب, راین, رون و ولگا احداث شده اند در قرن بیستم با برنامه احیاﺀ جنگلها واحداث مخازن تقویت شده اند.

 دررودخانه می سی سی پی لایروبی های منظم برای حفظ عمق رودخانه هزینه های هنگفتی به همراه داشته است. سیلابهای این رودخانه بخصوص در سال 1993 نشان داد که سیل بندها به تنهایی حفاظت کافی را فراهم نمی کنند و روشهای دیگر مدیریت سیلاب مورد نیاز می باشند. سازه های کنترل سیلاب در جریان سیلاب 1993 نتوانسته سیلاب را مهار کنند و 1 میلیون هکتار زمین دچار آبگرفتگی گردید و خسارات وارده بیش از 10 میلیارد دلار برآورد می شود. بیشترین تراز سیلاب در سال 1993 در رودخانه میسوری به 15 متر بلندتر از کناره های رودخانه رسید.

یکی از روشهای موثر مدیریت سیلاب, احداث سیستم سدهای زنجیره ای بالادست حوزه میباشند سیلابها در این سدها ذخیره شده و بتدریج در فصل های خشک رها می شوند. تجارب جهانی استفاده از این سدها, عملی بودن مدیریت کارآی سیلاب را بوسیله مخازن سدها مورد تایید قرار می دهند.

در شرایط عادی, بهره برداری از این سدها با هدف تولید انرژی و ذخیره آب صورت می گیرد. در جریان سیلابها سدهایی که به سرشاخه ها نزدیک می باشند, سیلابها را ذخیره می کنند. در همین حال سدهای پایین دست به آرامی تخلیه می شوند. سپس سیلابها به سدهای پایین تر انتقال می یابند و در نهایت به رودخانه اصلی که گذردهی آن با اصلاح مسیر بهبود یافته است تخلیه می شوند.

یکی از پروژه های بزرگ مهار سیلاب پروژه دلتا در هلند می باشد. این پروژه از سال 1958 تا سال 1985 احداث گردید. این پروژه شامل سدهای عظیمی است که جزیره های  دلتاهای روخانه راین, ماس و شیله را بهم متصل می کنند. دریچه های سد طوفان 9 کیلومتری تنها زمانیکه سیلاب پیش بینی شود بسته می شوند. در غیر اینصورت مد دریا آزادانه از سد طوفان عبور می کند. یک پروژه مشابه در مقیاس کوچکتر بر روی رودخانه تایمز در فاصله کوتاهی از لندن در سال 1983 احداث گردید.

در طی قرون متمادی، انسان با قطع درختان و نابود کردن پوشش گیاهی خاک, موجب افزایش پتانسیل سیلاب و فرسایش خاک گردیده است. کشت اراضی, قابلیت خاک را در جذب آب کاهش می دهد و موجب افزایش رواناب می گردد. اراضی وسیعی در بالادست رودخانه ها در اثر کشاورزی وفرسایش خاک حاصله دچار تخریب گردیده است. مدیریت سیلاب در این مناطق در جهت احیاء پوشش گیاهی و حفظ خاک مانند تغییر الگوی کشاورزی و شخم زدن در جهت خطوط تراز متمرکز گردیده است.

روش دیگر مدیریت سیلاب, احداث کانالهای سیل بر در پایین دست رودخانه به منظور انحراف سیلاب می باشد. رودخانه در برخی نقاط عریض تر می نمایند و سیلاب می تواند در سیلابدشت جاری شود. انحراف سیلاب به مناطق محدود شده نیز می تواند خسارات را در دیگر نقاط کاهش دهد. مصریها هزاران سال است از سیلابها برای افزایش حاصلخیزی اراضی کشاورزی استفاده کرده اند. زیرا رسوباتی که بر روی اراضی ته نشین می شود موجب غنی شدن خاک می شود.

قوانین مهار سیلاب

در آمریکا در اواخر قرن نوزدهم میلادی, دولت به منظور مهار سیلاب, سیل بندهای زیادی را بر روی رودخانه می سی سی پی احداث نمود.

زمانیکه تحقیقات علمی در مورد عوامل وقوع و تشدید سیلاب نشان داد که احداث سیلاب بندها بعنوان یک روش مهار سیلاب کافی نیست, اولین گامها به منظور احیاﺀ جنگلها و حفظ خاک برداشته شد. در سال 1935, اداره حفظ خاک توسط کنگره تاسیس گردید. در دهه 1930, جنگلهای ملی زیادی در راستای برنامه حفظ خاک ایجاد گردید. 

سیلابدشت:

سیلابدشتها زمینهای کم اطراف در کناره های رودخانه ها, دریاچه ها و اقیانوسها می باشند. سیلابدشتها با دروه برگشت سیلابی که آنها را زیر آب ببرد, از یکدیگر متمایز می شوند. برای مثال سیلابدشت 10 ساله در سیلاب با دوره بازگشت 10 سال زیر آب می رود. سازه های کنترل جریان مانند سدها, سیل بندها, کانالهای سیل بنحوی طراحی می شوند تا سیلاب با دوره بازگشت معین, حفاظت از مناطق را به انجام برسانند. این سطح ایمنی بر اساس ملاحظات اقتصادی، تمایلات جوامع مربوطه، اثرات زیست محیطی و عوامل دیگر تعیین می شود. مهندسین می توانند سازه ها را بنحوی طراحی کنند که سطح ایمنی بالا را تضمین کند. جوامع معمولا سطوح ایمنی پایین تری را انتخاب می کنند. این امر به علت هزینه اولیه قابل ملاحظه میباشد. در آمریکا برنامه ملی بیمه سیلاب حداقل دوره بازگشت را 100 ساله انتخاب کرده است. با این دوره بازگشت در یک دوره 30 ساله, 26 درصد شانس وقوع سیلاب طراحی سازه ها یا بزرگتر وجود دارد.

 سیل بندها ممکن است طراحی شوند یا بدون طراحی احداث شوند. در سیل بندهای طراحی شده, ملاحظات تخصصی بر شرایط خاک پی, نوع خاک مورد استفاده در خاکریز, تراکم مناسب خاکریز, حفاظت بالا دست سیل بند در مقابل آبشستگی و دیگر عوامل مورد توجه قرار می گیرد. سیل بندهای غیر مهندسی در عمل خاکریز طویل در مسیر رودخانه می باشند. سیل بندهای طراحی شده در صد تخریب بسیار کمتری از سیل بندهای غیر مهندسی دارند. تخریب سیل بندها معمولا  ناشی از سیلاب بزرگتر از سیلاب طراحی, نگهداری نامناسب و شسته شدن سیل بند از زیر می باشد.

   مدیریت توسعه سیلاب دشت

مدیریت توسعه سیلابدشت از آنجا نشأت گرفت که مؤسسات دولتی و عمومی علاقمند به کنترل تغییرات مناطق در حال توسعه (نظیر تغییر کاربری اراضی، ساخت و سازه ها، تاسیسات زیربنایی و غیره) در سیلابدشت ها شدند. فنون به کار گرفته شده در این جهت در مقیاس مالی سرمایه گذاری کمتری می طلبد ولی در مقیاس تعهدات فردی (هزینه های اجتماعی) هزینه بالایی در بردارد. مدیریت توسعه سیلابدشت، برای موفقیت نیاز به تعهد جمعی برای انجام اقدامات لازم دارد. اهداف کلان چنین اقدامات محدودکننده ای به قرار زیر است:

    0   کاهش خسارات بالقوه مالی و تلفات جانی در آینده

    0 تعیین و تشریح کاربری قابل قبول یا منطبق با شرایط از اراضی که در محدوده مشخص شده سیلابدشت قرار دارند; و مهمتر از همه این که:

     0 افزایش آگاهی عمومی و مؤسسات در رابطه با خطرپذیری نواحی سیل زده در سیلابدشت.

داده های مورد نیاز

جهت اعمال مدیریت لازم، جمع آوری اطلاعات حداقل و تحلیل آنها الزامی است. اطلاعات مورد نیاز به ترتیب اولویت در بخش های زیر فهرست شده است. همچنین موارد زیر نمایانگر رهیافت های مرحله بندی شده ای هستند بنحوی که اطلاعات کسب شده در مراحل بعدی برآورد دقیق تر را ممکن ساخته و در نتیجه طرح مدیریتی راهبردی مناسب تر و کاراتری فراهم می گردد.

تهیه نقشه خطرپذیری سیل (ریسک سیل)

تعیین انواع مختلف کاربری اراضی موجود و برنامه ریزی شده شامل:

فهرست و طبقه بندی ساختمان ها و یا سازه ها و تاسیسات زیربنایی که بالقوه تحت تاثیر سیل طراحی قرار دارند.

مقررات توسعه سیلاب دشت

اساس مقررات توسعه سیلابدشت، ارائه خطوط راهنما و صدور مجوز کاربری اراضی این نواحی است. مقررات توسعه سیلابدشت با وضع قوانین که انجام اقداماتی را توصیه می کند و از انجام بعضی موارد مانع می شود، اعمال می گردد. مقررات باید در سطح ملی، استانی یا منطقه ای برقرار شود.