کاربرد سنجش از دور در مدل سازی هیدرولیکی و تعیین حد بستر رودخانه‌ها (مطالعه موردی : رودخانه ارداک)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

تصرفات گستردهی رودخانهها و تغییر کاربری آنها نه تنها تهدیدی برای دسترسی به آب سالم محسوب می‌شود، بلکه افزایش مخاطرات سیل را به همراه داشته است. مدیریت منابع آب و کنترل سیل بدون پهنه‌بندی سیلاب و تعیین بستر رودخانه‌ها میسر نمی‌باشد. برای این کار ابتدا رودخانه بصورت زمینی نقشه‌برداری می‌شود. این روش زمانبربوده و هزینه زیادی دارد. بنابراین استفاده از تصاویر ماهواره‌ای می‌تواند راهگشا باشد. این پژوهش در سال 1396 در مشهد و در رودخانه ارداک انجام گرفت. برای ترسیم حوضه آبریز و استخراج پارامترهای فیزیکی آنها از تصاویر ماهوارهای ASTER و نرم‌افزار HEC-GeoHMS استفاده شد. پس از تهیه نقشه‌های کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیکی خاک زیرحوضه‌ها و از تلفیق آنها در محیطGIS، نقشهCN حوضه آبریز آماده گردید. با ورود اطلاعات به مدلHEC-HMS، مدل اجرا و سیلاب با دوره بازگشت‌های مختلف شبیه سازی شد. اطلاعات هندسی رودخانه درقالب مقاطع عرضی از نقشه‌برداری زمینی و از تصاویر ماهواره‌ای با استفاده از الحاقیه HEC-GeoRAS استخراج گردید. اطلاعات حاصل از مدل سازی جریان رودخانه در نرم‌افزار HEC-RAS از طریق الحاقیه HEC-GeoRAS به محیط GIS منتقل و در محیط مذکور پهنه‌بندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه به دو روش استفاده از اطلاعات نقشه‌برداری زمینی و بهره‌گیری از تصاویر ماهواره‌ای تعیین و با هم مقایسه شد. نتایج نشان داد استفاده از تصاویر ماهواره‌ای با کیفیت 28×28 متر در تعیین حد بستر رودخانه با میانگین خطای نسبی و ضریب همبستگی رگرسیون به ترتیب 2/13و 92 درصد همراه است که این خطا را با مقطع‌برداری زمینی می‌توان تا 8 درصد کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Application of remote sensing in hydraulic modeling and determination of riverbed boundaries (Case study: Ardak River)

نویسندگان [English]

  • seyedhamid mirghasemi 1
  • hossein banejad 2
  • Alireza Faridhaseini 2
1 PhD student in Irrigation and Drainage, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
2 Associate Professor, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Extensive river seizures and land use change not only pose a threat to access to healthy water, but also increase the risk of flooding. Water resources management, especially flood management, is not possible without flooding and riverbed delimitation. To do this, the river must be mapped, which is very expensive and time consuming. To solve this problem, using satellite imagery instead of terrestrial mapping can be helpful. This research was conducted in 2017 in Mashhad and in Ardak river. Images of ASTER satellites and HEC-GeoHMS software were used to draw the catchment area and extract their physical parameters. After preparing the land use maps and the soil hydrological group of the sub-basins and combining them in the GIS environment, the CN map of the catchment area was prepared. Upon entering the HEC-HMS model, the execution and flood model were simulated with different return periods. The river's geometric information was extracted in transverse sections from both terrestrial mapping and satellite imagery using the HEC-GeoRAS appendix. The HEC-RAS model was used to analyze water flow and identify the hydraulic behavior of the river. Information on river flow modeling in HEC-RAS software was transferred to the GIS environment through HEC-GeoRAS add-on, and in this environment, flood zoning and riverbed delimitation were determined by two methods of using ground mapping information and using satellite imagery. The results showed that the use of low-quality satellite images in hydraulic modeling and riverbed limitation was associated with a relative error and regression correlation coefficient of 13.2 and 92 Percent , respectively, which can be reduced by up to 8 Percent with terrestrial cross-section.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ardak River
  • Flood
  • Satellite Images
  • HEC-HMS
  • HEC-RAS

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 25 مهر 1400
  • تاریخ دریافت: 28 شهریور 1399
  • تاریخ بازنگری: 17 آذر 1400
  • تاریخ پذیرش: 25 مهر 1400