بررسی سیستم پیش بینی و پیش هشدار سیل

در این پست تصمیم داریم در رابطه با سیستم های مختلف پیش بینی و پیش هشدار سیل مطالبی را در اختیار شما کاربران محترم گروه مهندسی فراعمران قرار دهیم، با ما همراه باشید.

مقدمه

هر ساله سيل خسارات زيادي به مزارع، زمين ‌هاي كشاورزي، راه ‌ها، سدها، پل ‌ها و جاده ‌ها زده و در برخي موارد باعث مرگ بسياري از انسان ها و دام‌ها مي ‌شود. در نتيجه باعث تخريب ساختار اجتماعي جوامع و خسارات مالي و جاني فراواني مي ‌گردد. يكي از عوامل موثر در بروز سيلاب، توسعه شهرنشيني مي ‌باشد. امروزه با توجه به تغييرات مشخص كه در ساختار و سازمان شهرها به وجود آمده، آن ها را در برابر حوادث غيرمترقبه بسيار خطرپذير كرده است. بسياري از دانشمندان اين موضوع را مطرح مي‌ كنند كه جهان نسبت به آنچه سابقاً و پيش از اين بوده است مخاطره انگيزتر شده است. ما در جهاني زندگي مي ‌كنيم كه مخاطراتي كه خود ايجادشان مي ‌كنيم به همان اندازه يا بيش از آن است كه از دنياي خارج به ما تحميل مي‌ شود.

 طبق تعريف فرهنگ آب شناسي يونسكو سيل عبارتست از افزايش كوتاه مدت در سطح تراز آب يك رودخانه تا اوجي كه سطح تراز آب از آن اوج با آهنگي آهسته ‌تر عقب مي ‌نشيند. طبق تعريف ديگري، سيل عبارتست از اضافه جريان آب نسبت به محدوده معمول رود يا حجمي از آب. سيل ممكن است در اثر بروز يك بارندگي شديد و يا مستمر و يا ذوب ناگهاني برف‌ ها در يك حوضه آبخيز و يا در نتيجه شكسته شدن يك سد به وقوع بپيوندد. به هر حال بروز سيل و سيلاب باعث تخريب و ايجاد خسارت و تلفات به مراكز انساني و سازه‌ هاي مسير سيلاب مي‌شود. در شکل 1 یک نمونه سیل نشان داده شده است.

شکل 1 .  بررسی پدیده سیل

پرداختن به اقداماتی جهت پیش‌ گیری از وقوع سیل و کاهش خسارات ناشی از سیل ‌های به وجود آمده تا حد امکان، از جمله اقداماتی است که غیر قابل چشم پوشی است. این اقدامات به سه دسته ی سازه‌ ای، غیر سازه ‌ای و ترکیبی تقسیم می ‌شوند. روش سازه ‌ای، به کلیه فعالیت‌ هایی گفته می‌ شود که با احداث سازه ‌های مهندسی، سعی در کاهش پیک سیلاب، افزایش ظرفیت رودخانه ‌ها و جلوگیری از طغیان رودخانه‌ ها و انتقال و هدایت آب اضافی به مناطق دیگر می ‌شود و بدین وسیله خسارات سیل کاهش می ‌یابد. این روش ‌ها که به روش ‌های سخت افزاری در کنترل سیل نیز معروفند عموما قبل از وقوع سیل بکار گرفته می ‌شوند. روش غیرسازه ‌ای به روشی گفته می‌ شود که نحوه برخورد با مسأله سیل و کاهش خسارات آن بیشتر جنبه نرم افزاری و مدیریتی دارد و برای رفع یا تسکین اثرات تخریبی سیلاب سازه ‌های فیزیکی احداث نمی ‌شود. در روش‌ های ترکیبی، کلیه روش ‌ها اعم از سازه ‌ای و غیرسازه‌ ای در منطقه مورد نظر بصورت تلفیقی درنظرگرفته می ‌شوند. امروزه در بسیاری از کشورهای توسعه یافته عقیده بر اینست که تلفیق روش ‌های سازه ‌ای و غیرسازه ‌ای کم هزینه ‌تر و مؤثرتر از هر کدام یک از روش‌ها می ‌باشد.

یکی از انگیزه‌ های ایجاد سیستم ‌های هشدار دهنده سیل رودخانه ‌ها کاهش خسارات سیل از طریق هشدار به ساکنین مناطق سیل‌گیر و تعیین بهره ‌برداری زمان واقعی از سدهای احداث شده بر روی رودخانه ‌ها می‌ باشد. از طرف دیگر بسیاری از رودخانه ‌های سیلابی در کشور وجود دارند که در اثر طغیان آب‌، مسیرهای آنها عملاً عوض شده و در نتیجه اقدامات سازه ‌ای بی نتیجه خواهند ماند. لذا بهترین روش در این رودخانه ‌ها ایجاد سیستم هشدار سیلاب جهت کاهش خسارات سیل می ‌باشد. هدف اولیۀ این سیستم، انجام دادن خدمات اضطراری و فراهم آوردن اطلاعات پیشرفته درباره سیل است، به طوری که به سهولت و سرعت بتوان پس از دریافت این اطلاعات، عکس العمل نشان داد. دومین هدف مهم سیستم هشدار سیل، فراهم آوردن اطلاعات برای مدیریت منابع آب است. بنابراین، اطلاعات سیستم‌ های هشدار سیل می ‌تواند برای تصمیم‌گیری ‌های روزانه در تخصیص منابع آب مورد استفاده واقع شود. هدف‌ های اولیۀ سیستم هشدار سیل عبارتست از :

1 . کاهش خسارت وارده به جان و مال مردم از طریق سیل

2 . کاهش اختلال در فعالیت ‌های تجاری و انسانی.

 برای رسیدن به هدف ‌های مذکور باید اقدامات زیر انجام شود :

 1 . بهبود بخشیدن و حفظ یک سیستم ارتباطی مؤثر بین سازمان‌ ها و افراد

 2 . مشارکت عمومی و برنامه ‌ریزی واکنش و پاسخ به خطر

 3 . آموزش همگانی برای واکنش در برابر پیش ‌بینی و هشدار سیل ‌های ناگهانی

 4 . مؤثرتر و بهتر کردن مدیریت سیلابدشت

 5 . به حداقل رساندن زمان واکنش پس از پخش هشدار سیل ناگهانی

سیستم هشدار سیل

سیستم‌ های هشدار سیل به عنوان یکی از روش ‌های شاخص مدیریت سیلاب، با استفاده از ابزار پیش بینی زمان سیل و مدیریت سیل در حوزه آبریز، نقش چشم گیری در کاهش خسارات سیل دارند. سیستم‌ های هشدار سیل کمتر از چهل سال است که به صورت پیشرفته در رودخانه‌ های بزرگ دنیا اجرا شده و بهره ‌برداری می ‌شوند. تکنولوژی جمع‌آوری، انتقال و پردازش داده‌ های هیدرولوژیکی و پیش ‌بینی زمان واقعی از طریق مدل سازی به صورت قابل توجهی پیشرفت نموده و امکان بیشتری را برای استفاده از سیستم ‌های پیشرفته هشدار و پیش ‌بینی سیل مطرح می‌ سازد. سیستم هشدار سیل دارای زیر سیستم ‌های مختلفی به شرح زیر می ‌باشد :

1 . زیر سیستم شناسایی و پیش‌ بینی سیل : شامل جمع‌ آوری، انتقال، دریافت، سازماندهی و پردازش اطلاعات، مدل سازی، شبیه ‌سازی و پیش ‌بینی سیل می‌ باشد.

2 . زیر سیستم هشدار سیل : شامل تعیین مناطق سیل‌ گیر و ناحیه ‌بندی این مناطق از نظر نوع خطر و تهیه و انتشار پیام ‌های هشدار به هریک از این نواحی می ‌باشد.

3 . زیر سیستم عکس العمل اضطراری : شامل تخلیه موقت مناطق سیل گیر قبل از وقوع سیل، تعیین بهره‌ برداری زمان واقعی سازه ‌های کنترل سیل، جستجو و نجات سیل زدگان بعد از وقوع سیل، سازماندهی مراکز کمک رسانی و غیره می ‌باشد.

4 . زیر سیستم بازیافت بعد از سیل : شامل بازگرداندن مناطق تخلیه شده، پاکسازی آشغال ‌های حاصل از عبور سیل، برگرداندن سرویس ‌ها و ارزیابی خسارات می‌ باشد.

5 . زیر سیستم مدیریت پیوسته سیستم : شامل ارائه برنامه‌ های آموزشی جهت بالابردن آگاهی عمومی مردم، بهره ‌برداری، نگهداری و تعویض تجهیزات، تمرین ‌ها و مانورهای متعدد برای شبیه ‌سازی بحران و بهنگام سازی سیستم می ‌باشد.

در اکثر سیستم‌ های هشدار سیل پیشرفته، سیستم پیش ‌بینی سیل به صورت هوشمند در مقابل سیل عمل می‌ کند و تمام مراحل پردازش سیستم به محض ایجاد شرایط بحرانی برای وقوع سیلاب فعال می ‌شوند. برای رسیدن به این مقصود، سیستم پایش شرایط آب و هوایی را در زمان واقعی و به صورت پیوسته به مرکز جمع آوری اطلاعات مخابره می ‌کند. در این مرکز به صورت پیوسته وضعیت حوزه آبریز ارزیابی می ‌شود. با ایجاد پتانسیل وقوع سیل، سیستم پیش ‌بینی سیل فعال شده و با استفاده از این سیستم، هیدروگراف سیل در مناطق مختلف پیش ‌بینی می ‌شود. با انعکاس نتایج پیش ‌بینی به سیستم تصمیم‌ گیری (سازمان مدیریت بحران و مدیریت سیلاب دشت) این سیستم در مورد نحوه انتشار هشدار به مردم تصمیم‌گیری می ‌کند. در شکل 2 یک نمونه سیل نشان داده شده است.

شکل 2 . بررسی پدیده سیل

پیشنهاد مطالعه : آشنایی با سرریز سیفونی و نحوه عملکرد آن در سدها

سیستم پیش ‌بینی سیل

در حالت کلی پیش ‌بینی سیل به سه روش تقسیم می ‌شود. این روش ‌ها بستگی به مشخصات حوزه آبریز و نوع اقلیم منطقه، کاربرد گسترده ‌ای در پیش ‌بینی سیل دارند که به صورت زیر می ‌باشد :

1 . پیش‌ بینی سیل بر اساس پیش ‌بینی کمیت بارش

2 . پیش ‌بینی سیل بر اساس بارش ثبت شده و تحلیل بارش – رواناب

3 . پیش ‌بینی سیل بر اساس پیش ‌بینی کمیت بارش و تحلیل بارش – رواناب

اختلاف هر یک از روش ‌های فوق در مدت زمان پیش هشدار (Lead Time) و دقت پیش‌ بینی می ‌باشد. روش پیش ‌بینی کمیت بارش اکثرا در حوزه هایی بکار می‌رود که دارای زمان تمرکز کمتری می ‌باشند. سیل در این حوزه‌ ها به صورت ناگهانی و سریع بوده و مدت زمان پیش ‌بینی در این روش تقریبا برابر مدت زمان پیش ‌بینی بارش می‌باشد. روش دوم برای حوزه ‌هایی که دارای زمان تمرکز کافی جهت مدیریت سیلاب دارند، کاربرد دارد. روش سوم به عنوان کامل ترین روش پیش‌ بینی که مدت زمان قابل توجهی جهت مدیریت سیل در اختیار مدیران و مسولان در زمان واقعی وقوع سیل قرار می ‌دهد.

جهت پيش‌ بيني سيل در يك رودخانه، بايستي در آغاز از طغيان رودخانه آگاهي لازم را داشته باشيم آنگاه به گزارشي درباره سطوح طغيان در مورد آخرين سيل ‌ها نياز داريم اين داده ‌ها مي ‌توانند با هم نشان دهند كه چگونه سطوح مختلف سيل اغلب دوباره حادث مي ‌شوند. نقشه بلاياي سيل، پهنه‌ هايي را نشان مي ‌دهد كه با طغيان رودخانه سيل‌ هايي را بوجود می‌ آورد براي مثال در طي 50 تا 100 سال يا بيشتر، طغيان رودخانه در ايستگاه‌ هاي تحقيقاتي در نقاط مختلف در طول يك رودخانه اندازه گيري مي ‌شود.

منابع :

1 . مقاله ی آب و زيستگاه شهري از محمدرضا اصغری مقدم

2 . مقاله ی Beck, u, (1999). World risk society, combridse, enfland: polity press

3 . مقاله ی Giddens, Anthony, (2000). Runaway word, newyork: Routle