کشور ایران به لحاظ موقعیت خاص جغرافیایی، در اکثر مناطق، از اقلیمی خشک و نیمه خشک برخوردار بوده که همه ساله با وقوع سیلابهای فصلی با خسارتهای جبران¬ناپذیری مواجه است. تحقیق حاضر به مکان¬یابی زیرحوز¬های موثر بر دبی اوج و حجم سیل، و اولویت¬بندی مکانی سیل¬خیزی زیرحوزه¬های آبخیز کوشک¬آباد خراسان رضوی با استفاده از مدل HEC-HMS، در دوره هیدرولوژیکی بهاره پرداخته است. در این تحقیق پس از تهیه اطلاعات مورد نیاز برای تهیه هیدروگراف سیل، از روش شبیه¬سازی هیدرولوژیکی SCS در تبدیل رابطه بارش-رواناب در سطح زیرحوزه¬ها و نیز روندیابی آبراهه¬های اصلی به روش ماسکینگام به منظور استخراج هیدروگراف سیل خروجی حوزه استفاده شد. بنابراین اولویت¬بندی زیرحوز¬ه¬ها از نظر سیل¬خیزی با کاربرد مدل HEC-HMS محاسبه شده و واسنجی لازم برای پارامترهایی چون تلفات اولیه، شماره منحنی و زمان تاخیر در دوره هیدرولوژیکی بهاره صورت گرفت. سپس با حذف متوالی و یک به یک زیرحوزه¬ها از فرایند روندیابی داخل حوزه، زیرحوزه¬ها بر اساس میزان مشارکت در دبی اوج و حجم سیل خروجی حوزه، اولویت¬بندی گردیدند. نتایج تحقیق نشان داد از محل خروجی حوزه به طرف بالادست و بخش¬های میانی حوزه، تاثیر زیرحوزه¬ها در دبی اوج سیل و حجم سیل خروجی کل حوزه، افزایش می¬یابد. همچنین میزان مشارکت زیرحوزه¬ها در سیل خروجی حوزه و حتی بزرگی و کوچکی دبی و حجم سیل زیرحوزه¬ها، به مساحت آنها بستگی ندارد. به این ترتیب، ارتباط بین سیل و مشارکت سیل زیرحوزه¬ها با مساحت آنها غیر خطی است. لذا با تمرکز عملیات آبخیزداری و کنترل سیلاب بر اساس اولویت¬ها و مناطق تعیین شده، ضمن دسترسی به اهداف تحقیق، در هزینه¬های اجرائی، کاهش قابل توجهی پیش¬بینی می¬گردد.
سیل یک رویداد سریع و مخرب است که هر ساله در نقاط مختلف جهان و کشور باعث بروز خسارات جانی و مالی محسوس و نامحسوس فراوان می¬شود. برای مدیریت جامع مهار و کاهش خسارات سیل قبل از هر چیز باید مناطق سیل¬خیز در درون حوزه تعیین شوند (تلوری 1381). منظور از سیل¬خیزی، فراوانی وقوع سیل در حوزه نمی¬باشد، بلکه منظور استعداد یا پتانسیل تولید سیل در سطح زیرحوزه از نظر تاثیر در هیدروگراف سیل خروجی حوزه است (جوکار، 1381). از این رو در مدیریت حوزه¬های آبخیز، تعیین شدت سیل¬خیزی زیرحوزه¬ها در تعیین اولویت¬بندی¬ها و سیاست¬گذاریهای لازم، از اهمیت بالایی برخوردار است (مرید و همکاران، 1375).
بررسی¬های انجام شده نشان می¬دهد موضوعات مرتبط با این تحقیق عمدتا" در زمینه تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر روی بروز سیلاب و تغییر رفتار حوزه¬های آبخیز، تعیین مناطق سیل¬خیز بر پایه روشهای نموداری و فرمولهای تجربی، تحلیل آماری داده¬های سیلاب، داده¬های دورسنجی و سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدلهای رایانه¬ای بارش–رواناب بوده و بیشتر از دیدگاه تولید سیل در سطح حوزه¬های آبخیز یکپارچه مطرح شده است.Suwanwerakamtorn (1994) با استفاده از مدلHEC-1؛ اثرات تغییر کاربری اراضی بالادست حوزه آبخیز را روی الگوی سیل در نواحی پایین دست حوزه مورد ارزیابی قرار داد. Vanshaar و همکاران (2002) از مدل DHSVM برای شبیه¬سازی اثرات هیدرولوژیکی پوشش زمین برای 4 زیرحوزه رودخانه کلمبیا استفاده کرده و با آنالیز حساسیت حوزه-هایی که کاملا" پوشیده از مخروطیان در مراحل مختلف رسیدگی بودند؛ بیان می¬دارند که شاخص سطح برگی کم، آب معادل برف و جریان بیشتر را به دنبال دارد. Foody و همکاران (2004) به منظور شناسایی مناطق حساس به تند سیل¬ها در منطقه¬ای در غرب مصر از مدل HEC-HMS به منظور شبیه-سازی سیلاب استفاده نمودند؛ که منجر به شناسایی 2 منقطه حساس گردید. Hassanzadeh و Aalami (2005) با استفاده از مدل HEC-HMS درحوزه آبخیز سد گلستان مبادرت به تعیین سیل¬خیزی زیرحوزه¬ها کردند. قائمی (1373) با مقایسه عددی شدت سیل¬خیزی زیرحوزه¬های کرخه، بدون در نظر گرفتن تاثیر روندیابی رودخانه بر روی کاهش دبی اوج سیلاب و سایر فرآیندهای موثر در رفتار حوزه، صحت تاثیر زیرحوزه¬ها را با وزن¬های تعیین شده و به همان نسبت در خروجی حوزه مورد تردید قرار می¬دهد. مردانی (1377) با مطالعه سیل¬خیزی حوزه آبخیز رودخانه روئین اسفراین خراسان به بررسی پتانسیل¬های سیل¬خیزی حوزه و تعیین زیرحوزه¬ای که نقش زیادی در تولید رواناب کل حوزه آبخیز دارد پرداخت. خسروشاهی (1380) تاثیر سیل¬خیزی زیرحوزه¬ها را از طریق مدل ریاضی HEC-HMS در حوزه آبخیز دماوند مورد بررسی قرار داد و زیرحوزه¬ای که بیشترین تاثیر را در خروجی داشته، معرفی نموده است. جوکار (1381) برای تعیین سیل¬خیزی زیرحوزه¬های رودخانه شاپور در استان فارس با استفاده از شبیه¬سازی جریانهای سیلابی، میزان مشارکت هر یک از زیرحوزه¬ها در هیدروگراف سیل خروجی حوزه را بدست آورد. روغنی و همکاران (1382) با استفاده از مفهوم نمودار مساحت–زمان و بکارگیری مشخصات حوزه، در مدل هیدرولوژیکی RAFTS، نحوه توزیع مکانی زیرحوزه¬ها در سطح منطقه را مورد بررسی قرار دادند.
حوزه آبخیز کوشک¬آباد در استان خراسان رضوی از جمله حوزه¬های آبخیزی است که بروز مکرر سیلاب¬های بهاره¬، مسئولان محلی را به انجام اقدامات کنترل سیل وادار نموده است؛ حال آنکه موفقیت کامل در این راستا به دلیل عدم اطلاع از وضعیت مشارکت مکانی زیرحوزه¬ها در بروز سیلاب با موفقیت کامل همراه نبوده است. لذا هدف از انجام این تحقیق، اولویت¬بندی مکانی سیل¬خیزی بهاره زیرحوزه¬ها جهت مدیریت مناسب عملیات اجرایی و کنترل سیلاب، در کاهش هزینه¬های مربوطه در نقاطی که پتانسیل بالایی در تولید سیل دارند می¬باشد.
مواد و روش¬ها
حوزه آبخیز کوشک¬آباد در استان خراسان رضوی در شمال غرب مشهد و در طول جغرافیایی 30 º59 تا 38 º59 شرقی و در عرض جغرافیایی 38 º36 تا 47 º36 شمالی واقع شده است (شکل1). ارتفاع متوسط حوزه 1705 متر، شیب متوسط آن بالای 25 درصد بوده و دارای اقلیم خشک تحت تاثیر توده هوای سیبری می¬باشد. مساحت حوزه 45/87 کیلومترمربع بوده که به 10 زیرحوزه تقسیم شده است. میانگین نزولات سالانه این حوزه 3/391 میلی¬متر است.