رواناب شهری

امروزه مدیریت رواناب های سطحی و استفادة مجدد از پساب، از دغدغه های اصلی مدیران و طراحان شهری است. رویکرد LID-BMP به دنبال توسعة دوست دار طبیعت برای مدیریت آب های سطحی است. به کارگیری این روش ها علاوه بر امکان استفادة مجدد از رواناب در مصارف غیرآشامیدنی نظیر مصارف کشاورزی و صنعتی، آلودگی زیست محیطی واردشده به خاک و منابع آب زیرزمینی را نیز کاهش خواهد داد. استفادة مجدد از رواناب ها و تلاش به منظور بازچرخانی آب جزء اهداف توسعة شهر تهران محسوب می شود. در این تحقیق ابتدا حجم رواناب و مناطق مستعد سیل خیزی در مقیاس کلان برای منطقة یک شهرداری تهران به روش شمارة منحنی و با توجه به کاربری زمین تعیین شد. سپس با استفاده از خطوط توپوگرافی، رودخانه های منطقه، حجم رواناب و گره های تجمعی، حوضة آبخیز رود دره دربند محصور در منطقة یک تهران به عنوان مقیاس خرد مشخص می شود. درنهایت با استفاده از منطق فازی و تحلیل سلسله مراتبی در محیط نرم افزار GIS ، مکان های بهینه برای سیستم های سلول ماند بیولوژیکی تعیین شده و با درنظرگرفتن کانال های جمع آوری رواناب موجود، در مجموع 23/12319 مترمربع برای تعبیة این سیستم ها جانمایی و پیشنهاد می شود. نتایج تحلیل حساسیت به روش حذف پارامتر نشان داد که پارامتر کاربری اراضی، بیشترین اهمیت و تأثیر را در انتخاب مکان های مناسب برای تعبیه و استقرار این سیستم ها دارد؛ بنابراین، توجه ویژه به کاربری زمین در مدیریت رواناب مناطق توسعه یافتة شهری ضروری و مورد انتظار است.

در این مطالعه، به بررسی آسیب پذیری سیلاب شهری بندرعباس با استفاده از شاخص های وضعیت اقتصادی اجتماعی، تراکم شهری، تراکم جمعیت و کیفیت ساختمان و روش تاپسیس -سلسله مراتبی پرداخته شد. از این رو در ابتدا وزن و اهمیت شاخص ها براساس نظرات کارشناسی و روش تحلیل سلسله مراتبی تعیین گردید. سپس آسیب پذیری شهر در برابر سیل با استفاده از روش تاپسیس محاسبه گردید. محدوده موردمطالعه به 5 بلوک شهری تفکیک، و سپس ماتریس تصمیم گیری با توجه به 5 بلوک و 4 شاخص تشکیل گردید. در نهایت نقشه نهایی آسیب پذیری سیل شهری بندرعباس در نرم افزار ArcGIS تهیه گردید. نتایج تحلیل آسیب پذیری نشان داد که عامل تراکم جمعیت با وزن 306/0 دارای بیش ترین اهمیت است. در نهایت، تحلیل جامع آسیب پذیری سیل بندرعباس اثبات کرد که بخش های جنوبی و مرکزی این شهر و بلوک شهری شماره 5، دارای آسیب پذیری بالاتری بوده و این بخش ها برای مدیریت رواناب شهری و آبگرفتگی در اولویت بالایی هستند. تراکم جمعیت بالا می تواند از علل آسیب پذیری این منطقه در برابر سیل باشد. توسعه ی فضای سبز و افزایش ظرفیت سیستم جمع آوری رواناب خیابان ها، از جمله اقدامات مهم برای کاهش آب گرفتگی شهری است. هم چنین توزیع مکانی تراکم جمعیتی و تراکم شهری در بندرعباس، نامتوازن بود و این موضوع باید در برنامه های مدیریتی این شهر لحاظ شود تا میزان تمرکز جمعیتی در مناطق دارای آسیب پذیری زیاد کاهش یابد.

این پژوهش از نظر هدف کاربردی و از حیث ماهیت و روش توصیفی از نوع پیمایشی با استفاده از پرسشنامه است. جامعه آماری در دو بخش خبرگان و شهروندان شهر شیراز می باشد. یافته های پژوهش نشان داد که از نظر متخصصین شهر شیراز، در بین عوامل طبیعی؛ عامل بارش با وزن (29/0) بیش ترین و عامل جهت شیب با وزن (13/0) کم ترین تأثیر و در رابطه با عوامل انسان ساخت نیز؛ کاربری اراضی با وزن (25/0) بیش ترین و عامل بافت فرسوده با وزن (14/0) کم ترین تأثیر را در بحث رواناب و سیلاب داشته است. در ادامه نتایج تحلیل وضعیت ابعاد تاب آوری نشان داد که شهر شیراز در بعد اجتماعی میانگین بالای حد مطلوب (78/3) و در سایر ابعاد میانگین کم تر از حد مطلوب دارد. طبق خروجی رگرسیون چند متغیره، از نظر اولویت بندی؛ شاخص های اجتماعی، نهادی، اقتصادی و کالبدی به ترتیب با مقدار ضریب بتای 20/0، 14/0، 11/0 و 10/0 در اولویت اول تا چهارم قرار گرفته اند. در نهایت نتایج شناسایی و انتخاب زیرساخت های نوین مناسب برای مدیریت رواناب در این شهر نشان داد که در شاخص مناظر و فضاهای باز عمومی؛ روش ذخیره سازی سیلاب و حفاظت از آن و در شاخص منازل و فضاهای اختصاصی؛ سیستم تصفیه و بازیافت آب نسبت به سایر روش ها توسط خبرگان به عنوان روش های مناسب برای اجرا در شهر شیراز انتخاب شدند.

یکی از عوامل مهم در آلودگی منابع آب های سطحی و زیرزمینی، رواناب های سطحی هستند. هدف از این تحقیق ایجاد یک رابطه کاربردی برای تخمین کیفیت رواناب شهری در گذر از انواع کاربری های اراضی مختلف شهری بوده است. این پژوهش بر مبنای روش تحقیق تلفیقی میدانی و عددی انجام شده است. سه مسیر مطالعاتی شامل زمین هایی با کاربری های مختلف شهری در شهر تهران انتخاب و مطابق با نقشه ها و سازه های زهکش شهری نقاط نمونه گیری تعیین شدند. پس از ۱۰ دقیقه از شروع بارش نمونه برداری از رواناب، در نقاط مشخص شده صورت پذیرفت و نمونه ها برای اندازه گیری مشخصات کیفیت آب از جمله کل جامدات معلق، کل جامدات حل شده، اکسیژن خواهی شیمیایی و بیوشیمیایی، نیترات و سرب به آزمایشگاه انتقال داده شدند. پارامترهای اسیدیته، دما، اکسیژن محلول، هدایت هیدرولیکی ویژه نمک، توسط ابزارهای اندازه گیری در محل نمونه برداری تعیین شده اند. نتایج بیان گر ارتباط موثر بین کاربری اراضی و متغیرهای کیفیت آب (رشد متناسب صعودی 29 درصدی) بوده است. طبق نتایج این پژوهش فضای سبز اولین عامل تاثیرگذار در بالا بردن مقادیر TDS، DO، EC و شوری است بطوریکه مقادیر آنها نسبت به کاربری های دیگر نزدیک به دو برابر بالاتر هستند. بیش ترین میزان تاثیر معادل 51 درصد میانگی برای متغیرهای کیفی TSS، NO3، BOD5، COD و Pb مربوط به درصد مساحت فضای کاربری اداری بوده و رواناب مناطق با کاربری اداری دارای بیشترین آلودگی شیمیایی (COD=307ppm) است. نتایج حاکی از آن است که فضای سبز با سهم 34 درصدی از عوامل موثر بر جامدات آب و نیترات، حمل و نقل با سهم 29 درصدی از عوامل موثر بر جامدات آب و سرب و متغیرهای آلی غیرقابل تجزیه توسط میگروارگانیسم ها و دینامیک جمعیت و کاربری اراضی بر دما و میزان اکسیژن محلول رواناب، اثرات مستقیمی دارند. این تحقیق مدیران شهری و محققان را به سمت استفاده مجدد از رواناب شهری به صورت محلی و قبل از ملحق شدن به جمع کننده های منطقه های دیگر سوق می دهد.

با افزایش جمعیت و کاهش سرانه ی آب شیرین در دسترس، جمع آوری و استفاده از رواناب های به عنوان یک منبع تأمین آب مطمئن و مناسب خصوصاً جهت توسعه ی ی فضای سبز شهری و به عنوان منبع غیر آشامیدنی موردتوجه مدیران شهری قرار گرفته است. ولی وجود منابع آلاینده ی غیرنقطه ای در مناطق شهری به عنوان چالش اصلی در جمع آوری و استفاده ی مجدد از رواناب ها مطرح است. در این تحقیق، به بررسی رابطه ی کیفیت رواناب های شهری با خصوصیات بارش و دبی در یکی از زیرحوضه های شهری استان تهران پرداخته شده است. جهت انجام این مطالعه، بر اساس آمار بارش و پارامترهای کیفی رواناب اندازه گیری شده در خروجی حوضه ی شهری مقصود بیگ تهران و هم چنین نمونه گیری لحظه ای انجام شده از رواناب خروجی آن در تعداد 25 رخداد بارندگی، به بررسی رابطه ی کیفیت رواناب با خصوصیات بارش در مقیاس های سالانه، فصلی و تک بارش پرداخته شد. سپس، رابطه ی بین خصوصیات بارش و دبی با فاکتورهای کیفی آب، با استفاده از روش های آماری پیرسون و آنالیز تجزیه واریانس یک طرفه موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که به طورکلی میزان املاح محلول در رواناب ها با افزایش میزان بارش کاهش میابد، و بین بارش و میزان هدایت الکتریکی و میزان املاح محلول رابطه ی معکوس معنی داری وجود دارد(P<0,05). در میان خصوصیات بارش، شدت بارش بیش ترین تأثیر را در تغییر فاکتورهای کیفی رواناب داشته است (با میزان ضریب همبستگی 0/56، 0/68 بین میزان بارش با هدایت الکتریکی و میزان املاح محلول). از لحاظ زمانی، بیش ترین تغییرات در مقیاس فصلی، در فصول بهار و زمستان است و از لحاظ تک بارش ها بیش ترین املاح در بارش های زیر 10 میلی متر مشاهده شده است.

توسعه شهری و صنعتی شدن جوامع و همچنین عدم وجود سیستم زهکشی مناسب و نابسامانی کانال ها و مسیل ها تأثیرات نامطلوبی بر حوزه های شهری داشته و سبب آبگرفتگی معابر سطح شهر و ایجاد سیلاب می گردد. در این تحقیق که در منطقه ای از شهر کلات انجام شد، ابتدا مشخصات فیزیکی حوزه (مساحت، شیب، عرض معادل، درصد مناطق نفوذناپذیر و سایر پارامترها) برآورد و پس از تعیین سرعت متوسط آب، زمان تمرکز منطقه موردمطالعه با توجه به طول بزرگ ترین آبگذر تعیین گردید. سپس با استفاده از پارامترهای بارندگی همچون شدت- مدت- فراوانی و توزیع زمانی و مکانی بارش مدل مذکور برای دوره بازگشت های مختلف شبیه سازی، آنالیز حساسیت و ارزیابی گردید. با انجام آنالیز حساسیت مشخص شد از بین 8 پارامتر استفاده شده بیشترین تأثیر را درصد مناطق نفوذناپذیر روی میزان دبی اوج دارد. برای واسنجی و ارزیابی مدل از 5 واقعه اندازه گیری شده استفاده شد و نتایج آن با دبی محاسبه شده توسط مدل مقایسه شد. سه واقعه برای واسنجی مدل استفاده شد و جهت تجزیه وتحلیل نتایج از عوامل معیار  Nash،RMSE ،BIAS% و KGE استفاده گردید. نتایج حاصل از واسنجی مدل نشان داد که شبیه سازی سه واقعه انتخاب شده انطباق خوبی بین رواناب شبیه سازی شده و مشاهده ای وجود دارد که مقدار NS برای وقایع بیشتر از 0.5 می باشد. دو واقعه نیز برای ارزیابی مدل استفاده شد و جهت تجزیه وتحلیل نتایج از عوامل معیار ذکر شده در مرحله واسنجی استفاده شد. همچنین مقادیر RMSE برای وقایع شبیه سازی حاصل از واسنجی مدل SWMM به ترتیب برابر 0.01، 0.003 و0.01 مترمکعب بر ثانیه و برای وقایع شبیه سازی حاصل از ارزیابی مدل 0.04،0.04 مترمکعب بر ثانیه شد که نشان دهنده ی نتایج قابل قبول مدل است. درنتیجه می توان گفت انطباق خوبی بین رواناب شبیه سازی شده و مشاهده ای وجود دارد و این موضوع نشان می دهد که مدل SWMM  دقت موردنیاز برای شبیه سازی رواناب شهری را دارد و می توان از این مدل برای طرح های مدیریت رواناب شهری و طراحی شبکه زهکشی رواناب شهری با تعیین اثرات مهم ترین پارامترهای تأثیرگذار بر میزان رواناب شهری در منطقه موردمطالعه استفاده نمود. با توجه به اینکه حوزه آبخیز بالادست منطقه مطالعاتی نفوذپذیری مناسبی داشته و همچنین وسعت زیادی ندارد کانال ها برای دوره بازگشت های 2 تا 50 ساله دارای ابعاد مناسب هستند.