شکل 36: طرح کلی برای ارزیابی FRI

مفهوم اجرایی پروژه

روش توسعه یافته برای تعیین کمیت خسارات FRI در مورد یک پرونده در فرانسه به تفصیل مورد استفاده قرار گرفته است که نمونه آن از کاربرد FRI در مقیاس املاک قبلا نیز ارائه شده است. آزمایش این روش در شهرهای بارسلونا، هامبورگ، پکن و تایپه مورد مطالعه است. در اینجا پژوهش مهندسی با استفاده از روش توسعه یافته ارائه شده در این مطلب با داده های محلی و دانش مربوط به سیل شهری نتایج بارسلونا، هامبورگ، پکن و تایپه را به دست آورد.

در مرحله اول، مقدار داده های مورد استفاده در این تحقیق قابل توجه است. به منظور ارزیابی FRI برای مقیاس شهر و با در نظر گرفتن پنج بعد: (1) طبیعی، (2) اجتماعی، (3) اقتصادی، (4) فیزیکی و (5) نهادی. واقعیت بسیار مهم دوم این است که سیستم های سیاسی در مناطق مورد مطالعه موردی متفاوت هستند و به همین دلیل محدودیت داده ها به دلیل مسائل امنیتی وجود دارد. بر این اساس، فرضیات زیر ساخته شده است:

• در صورت عدم امکان در دسترس بودن برای یک شاخص، می توان از وزن ادغام FRI کلی خارج شد اگر مقدار وزن آن در بالاتر از 3 نباشد.

برای محاسبه FRI، وزنهایی به هر شاخص با توجه به موارد زیر اختصاص داده شد:

• به شاخص های طبیعی وزن پنج داده می شود.

• تخلیه و هشدار اضطراری، و مناطق دسترسی به وزن چهار داده می شود.

• کاربری اراضی و گسترش شهری و همچنین امکانات مهم محافظت دارای وزن چهار می باشد.

• به مدیریت پسماندهای جامد وزن دو داده می شود.

• به هر شاخص دیگر وزنی با سطح اهمیت سه اختصاص داده می شود.

به دنبال روش توصیف شده در مطالعات قبلی، سه ویژگی در ارزیابی FRI، یکی برابر (1) محیط، (2) ریسک برآورد شده و (3) قیمت در نظر گرفته شده است. وزنها پس از مشاوره با محققان در هر تیم تحقیق موردی (بارسلونا، هامبورگ، نیس، پکن و تایپه) تعیین شد.

روند ارزیابی FRI به روش های زیر نیاز دارد:

(1) انتخاب سناریوهای اقتصادی - این به معنای انتخاب شرایط اقتصادی، اجتماعی، تغییرات اقلیمی و شرایط سازگاری برای ارزیابی در مطالعه موردی است.

(2) ارزیابی ریسک سیل (نقشه سیل) - آنالیز هیدرولیک برای رویداد سیل انتخاب شده و در نتیجه نقشه سیل که برای آنالیز بیشتر استفاده می شود.

(3) در دسترس بودن نرم افزار GIS برای منطقه مورد مطالعه با لایه های موجود، استفاده از اراضی موجود و آینده، ساختمان های موجود در قالب چند ضلعی، سیستم زهکشی، شبکه حمل و نقل.

(4) فرآیند عملکرد مقاومت پذیری سیل با و بدون اقدامات بیان شده از طریق شاخص تاب آوری سیل.

شکل 36 طرحی را نشان می دهد که فرایند ارزیابی FRI چگونه به نظر می رسد. در بخش بعدی این فصل، نتایج حاصل از مدل سازی هیدرولیک و ارزیابی خسارت ارائه شده است؛ زیرا بخش لازم از روش ارزیابی FRI هستند.

به منظور تجسم و مقایسه، از ابزار ارزیابی خسارت سیل CORFU3 استفاده شده است. ابزار بخشی از پروژه CORFU است و برای آسیب به محتوای ساختمان ایجاد شده است. این ابزار در GIS یکپارچه شده است و از داده های ورودی زیر استفاده می کند: کاربری زمین، ساختمانها (به شکل چند ضلعی)، منحنی های آسیب عمق مربوط به نوع کاربری اراضی مختلف (یا نوع ساختمان) و نقشه سیل. در نتیجه، آسیب های هر ساختمان به صورت مکانی و به شکل جداول ارائه می شود. این ابزار بسیار مفید است زیرا امکان مقایسه آسیب ها و FRI و حساسیت آن با توجه به اقدامات مختلف اعمال شده را برای این تجزیه و تحلیل فراهم می کند.

مطالعه موردی

جامعه شهری نیس یک ساختار بین جمعی است که شهر نیس و حومه آن را جمع می کند. جامعه شهری نیس دارای چهار جهت اصلی است:

• توسعه - از طریق حمایت از مشاغل جدید و توسعه اقتصادی

• برنامه ریزی مکانی - براساس برنامه ریزی شهری و نظارت و بهبود حمل و نقل (پارکینگ ماشین، جاده، تجهیزات و غیره)

• مدیریت شهری - مدیریت در بین مدیریت پسماندها، مدیریت انرژی، مدیریت آب و غیره.

• مسکن - بخش مسکن عمومی

این 27 انجمن متعلق به جامعه شهری ساحلی نیس با 530000 نفر جمعیت با مساحت 450 کیلومتر مربع است. شهر نیس در بیش از 72 کیلومتر مربع هکتار با تپه ها، قطعات مسطح شامل ساحل، حوضه مرکزی و دره ها پخش شده است. تنوع زمین های نیس: پلان در حدود 18 کیلومتر مربع. آنها توسط الگوهای متراکم شهری اشغال شده اند. مناطق تپه ای (حدود 47 کیلومترمربع) توسط مناطق با چگالی متوسط ​​عمدتا مسکونی (فردی و جمعی)، فعالیت های کشاورزی و مناطق جنگلی اشغال شده است.

شکل 37: شهر نیس فرانسه.

 

الگوهای باران در نیس با دو دوره اصلی، در طول پاییز و اوایل بهار مشخص می شود. دوره خشک در هوای گرم ماه ژوئن تا اکتبر است. میانگین دمای سالانه 15 درجه و میانگین بارندگی سالانه 826 میلی متر (با حداکثر بارندگی ثبت شده در ماه نوامبر) توزیع نامتوازن دما و بارش در طول چرخه فصلی را پنهان می کند.

(1) سناریو

داستان اصلی در مورد مطالعه موردی نیس بر تغییر کاربری اراضی، عمق متفاوت سیل از طریق افزایش بارندگی، تغییر حمل و نقل و در رابطه با ذینفعان اصلی و فعالیت های آنها در مورد اقدامات سازگاری و کاهش و استراتژی های مفید برای افزایش مقاومت در برابر سیل تمرکز دارد.

(2) خصوصیات

در یک توصیف مدیریت ریسک سیل سه مؤلفه اصلی خطر سیل در نظر گرفته شده است (1) خطر سیل، (2) قرار گرفتن در معرض سیل و (3) آسیب پذیری سیل.

با این حال، روش توسعه یافته، مقیاس این کاربری را تحلیل سیستم شهری می داند.

در تجزیه و تحلیل سیستم برای مطالعه موردی نیس، نوع و توزیع مکانی آن را برای این رویداد در نظر گرفته است. علاوه بر این مطالعه موردی، مقیاسهای انتخاب شده برای ارزیابی مقاومت انعطاف پذیری در برابر سیل (1) شهری و (2) مقیاس املاک و ساختمان ارائه شده است.

مدل سازی هیدرولیک

هدف اصلی برای مدل سازی هیدرولیک شبیه سازی رواناب سطح و برآورد تأثیر سیل منطقه انتخابی بود. یکی از موانع اصلی پیکربندی زمین بود. این منطقه مدیترانه با مناطق مسطح و بسیار شیب دار مشخص می شود. علاوه بر این، دو نوع مش اعمال می شود: به طور منظم و انعطاف پذیر. این به منظور آزمایش هر دو رویکرد و برآورد دقیق نتایج انجام شد. همچنین از دو نوع مش مختلف برای بررسی ثبات و رفتار مدل در مناطق بسیار شیب دار استفاده شد. هر دو مش با ساختمان های موجود ایجاد می شوند. منطقه شهری با استفاده از مش معمولی ایجاد می شود. برای حالت مشبک منظم، ساختمانها در توپوگرافی گنجانده شده اند. با استفاده از این روش دقت نتایج در رابطه با ساختمان ها کمی کاهش یافته است. داده های موجود برای ساخت مدل هیدرولیک داده های توپوگرافی دقیق است. از آنجا که این مدل بر روی رواناب سطح تمرکز دارد، دوره های مختلف بازگشت (T50، T10 و T100) استفاده می شود. در اینجا ارائه فقط برای دوره بازگشت 100 ساله انجام می شود. علاوه بر این، برای تأیید مکان های نقشه برداری شده با سطح آب در دسترس است. داده های مدل سازی در پاراگرافهای زیر به تفصیل توضیح داده شده است. داده های اضافی از رویداد تاریخی (طغیان رودخانه) تهیه شده است.

شکل رواناب برای کل 72 کیلومتر مربع از منطقه مورد مطالعه مدل سازی شده است. تأثیر اقدامات کاهش موجود آزمایش نشده است زیرا دایکها در DSM موجود تعبیه شده اند. آزمایش در این حالت شامل حذف کل سیستم حوضه واقع در غرب کشور از DSM و سپس اجرای مدل هیدرولیک است.

شکل 38: نقشه سیل برای دوره بازگشت 100 ساله، نیس، فرانسه.

ارزیابی خسارت

ارزیابی آسیب پذیری خسارت های مستقیم نیاز به منحنی های عمق / آسیب و نقشه های مربوط به استفاده از اراضی دارد. به دنبال روش توسعه برای نقشه برداری از سیستم های شهری (باتیکا و همکاران، 2012) کاربری اراضی با عملکرد شهری ارائه شده است. منحنی های آسیب عمق (شکل 39) نیز با استفاده از اراضی مرتب شده تنظیم شده اند. همانطور که گفته شد کاربری اراضی از طریق کارکردهای مختلف شهری نمایان می شود، بنابراین توابع ایجاد شده با خسارت عمیق به همین روش عمل می کنند.

شکل 39: منحنی آسیب عمق ساختمان ها، نیس، فرانسه

منحنی های آسیب عمق ایجاد شده و متناسب با نقشه برداری اولیه سیستم شهری بر روی توابع مختلف شهری بدست داده شد. سازگاری با داده های به حاصل شده از گزارش عملکرد توابع سیل در کشورهای عضو اتحادیه اروپا انجام می شود (Huizinga، 2007). انواع خسارت از فرانسه و آلمان مربوط به (1) ساختمان، (2) تجارت، (3) صنعت و (4) جاده است. کارکردهای آسیب در حمل و نقل در ساختمان هایی که در ایستگاه های راه آهن و اتوبوس ها و ساختمان های واقع در فرودگاه واقع شده اند، صدق نمی کند.

تجزیه و تحلیل خسارات سیلاب برای مطالعه مورد نیس با تعداد کل توابع شهری سیلاب در منطقه مورد بررسی و میزان خسارت محاسبه شده با استفاده از ابزار آسیب CORFU ارائه شده است. نتایج در جدول زیر آورده شده است.

جدول 31: آمار خسارات سیل

خسارات سیل بیان شده به لحاظ پولی در هر عملکرد شهری بصورت گرافیکی ارائه شده است (شکل 40). شکل میانگین مقدار خسارت در هر عملکرد شهری را نشان می دهد. همانطور که ارائه شد، امکانات حمل و نقل و بهداشتی نقشه برداری شده در مطالعه موردی نیس بیشترین خسارت را برای وقوع سیل نشان داده است.

شکل 40: خسارت مستقیم سیل در هر عملکرد شهری

درمجموع برای کارکردهای مختلف شهری، خسارتهای مربوط به واقعه سیل دوره بازگشت 100 ساله با مقادیر گروه بندی شده در جدول زیر ارائه شده است. ارائه با استفاده از GIS به صورت مکانی انجام می شود (شکل 41).

جدول 32: خسارت سیل در یورو (€)

شکل 41: محاسبه خسارت سیلاب برای مطالعه مورد نیس برای دوره بازگشت 100 ساله

فرایند ارزیابی FRI

اقدامات سازگاری برای مطالعه مورد نیس به شرح زیر در نظر گرفته شد: (2) آمادگی سیل و (3) اقدامات اضطراری. این اقدامات باعث کاهش آسیب پذیری افراد و دارایی ها می شود و مطابق با اصل دوم تأسیس برنامه PAPI (برنامه d ‟Actions de Prévention des Inondations) برای نیس است.

اقدامات پیشنهادی تاثیری روی نقشه های سیل ندارد. تأثیر آنها در ابزار ارزیابی (1) ابزار ارزیابی خسارت CORFU و (2) شاخص ارزیابی مقاومت سیل (FRI) نشان داده شده است. در این گزارش، تجزیه و تحلیل شاخص مقاومت در برابر سیل در اقدامات انتخابی انجام شده است. سناریوهای خلاصه شده در جدول 33 ارائه شده است.

در سناریوهایی برای منطقه مورد مطالعه نیس تغییرات در اعماق سیل، کاربری اراضی، دارایی، آسیب پذیری سیل در نظر گرفته شده است.

(1) سه دوره بازگشت مختلف برای تجزیه و تحلیل در نظر گرفته شده است. رویداد باران دوره بازگشت 10، 50 و 100 سال مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز بر تولید رواناب در منطقه مورد مطالعه بود. در نتیجه نقشه های سیلابی بدست می آید. برای افق زمانی در سال 2050 نیز نقشه های سیلابی برای همان دوره بازگشت وجود دارد که شدت آن با تغییر عامل افزایش یافته است.

(2) تغییر در کاربری اراضی با تغییر چشمگیر در قسمت غربی شهر بیان شده است. منطقه جدید توسعه با ساحل جدید، تجاری و حمل و نقل در ساحل سمت چپ رودخانه واقع خواهد شد. تغییر کاربری اراضی باعث تغییر خسارات سیل و سطح مقاومت در برابر سیل خواهد شد.

(3) تغییر در دارایی با وسعت جدید شبکه حمل و نقل در شهر بیان می شود. خط تراموا طولانی در امتداد خط ساحلی پخش می شود و در قسمت غربی شهر پایان می یابد. خسارات سیلاب این سرویس شهری تغییر خواهد کرد.

(4) با توجه به تأثیر اقدامات انجام شده در مقیاس های مختلف، آسیب پذیری سیل نیز متفاوت است.

ارزیابی FRI برای مطالعه مورد نیس سناریوهایی را با و بدون اقدامات مقاومت در برابر سیل ارائه شده در نظر گرفته است

جدول 33 با توجه به مقیاس های مختلف.

ارزیابی FRI برای مقیاس شهری / شهری - Nice

شکل 42: درصد وزن در هر بعد (مقیاس شهری)، مطالعه موردی نیس، فرانسه

همانطور که در شکل 42 ارائه شده است، اهمیت هر بعد از 3٪ برای طبیعی تا 37٪ برای بعد نهادی متفاوت است.

ارزیابی FRI کلی و به دنبال آن مقادیر اختصاص داده شده به هر شاخص با وزن مربوطه. برای شرایط فعلی، FRI برای مطالعه مورد نیس نتیجه FRI تحت شرایط فعلی 3.45 بود.

جدول 34: FRI به طور کلی برای مقیاس شهری، مطالعه موردی نیس- سناریوی وضعیت فعلی

مقادیر ارائه شده FRI برای سناریوهای تعریف شده نتیجه گیری زیر را نشان می دهد:

تعداد سنسورهای تغییر سناریو S1 برابر با 12، S2 برابر با 18، S3 برابر 17 و S4 برابر 3 است. برای سناریوی پایه فعلی حالت 82 از 91 شاخص کل استفاده شده است.

سناریو S1 اقدامات سازگاری مربوط به آمادگی سیل را در نظر می گیرد و تمرکز خود را بر محافظت از املاک در برابر آب جاری می کند. تمرکز روی بعد فیزیکی و محافظت بهتر از کارکردهای شهری است.

سناریو S2 اقدامات مبتنی بر دانش را در منطقه مورد مطالعه در نظر می گیرد. این اقدامات آموزش در مورد خطر و در دسترس بودن اطلاعات موجود مربوط به خطر سیل را در نظر می گیرد. این سناریو بیشتر بر ابعاد اجتماعی تأثیر می گذارد و نهادی با تمرکز بر چارچوب قانونی برای بهبود ریسک سیل موجود در منطقه مورد مطالعه.

اقدامات احتمالی در سناریوی S3 در مرحله پاسخ و امداد در چارچوب 5R متمرکز شده است. اقدامات انجام شده در طول سیل و بعد از آن بیشتر در ابعاد اقتصادی، نهادی و اجتماعی گنجانده شده است.

سناریو S3 که اقدامات احتمالی در نظر گرفته می شود، بهترین نتایج FRI را دارد. این افزایش در بعد جسمی و نهادی به ترتیب با 21.71 درصد و 22.47 درصد معنی دار است. این علاوه بر بهبود در نظر گرفته شده در این بعد در مورد مدیریت بحران، دارایی های فیزیکی موجود که در حین سیلاب و بعد از آن به کار می روند.

سناریوی S4 هیچ اقدامی را در نظر نمی گیرد اما شدت باران را افزایش می دهد. افزایش عمق سیل در وسعت مکانی سیل تأثیر نمی گذارد اما تأثیر خسارات دیده می شود. با توجه به ارزیابی FRI، مقادیر در مقایسه با سناریوی حالت فعلی برای 0.87٪ کمتر است. مقادیر به ویژه در بعد نهادی و جسمی متفاوت هستند. این علاوه بر کاربری جدید زمین پیش بینی شده برای سال 2050 است.

جدول 36: تجزیه و تحلیل سناریوهای FRI در هر بعد و تغییر (Δ) با توجه به وضعیت فعلی، مطالعه موردی نیس.

خلاصه نتایج

خلاصه نتایج کلیه سناریوها و با در نظر گرفتن مقیاسهای مختلف در جدول زیر آورده شده است.

جدول 37: مقادیر FRI برای سناریوها و مقیاسهای مختلف، مطالعه موردی خوب

مقدار قابل توجهی در ارزش FRI برای اجرای اقدامات آمادگی سیل در سطح املاک و ساختمان افزایش یافته است. ارتباط مستقیمی با تأثیر نیاز داخلی برای عملکرد شهری مشاهده می شود. با اندازه گیری پیشنهادی، آب سیلاب وارد خانه نمی شود و عملکرد شهری همان است. تمرکز روی نیاز خارجی است. مؤلفه اجتماعی این امر حائز اهمیت است، زیرا می توان از عملکرد شهری در هنگام وقوع سیل استفاده کرد و برای سرنشینان بی خطر است. بنابراین سطح FRI به طور کامل بر روی الزامات خارجی عمیق تر می شود.

شکل 43: ارائه FRI برای سناریوهای مختلف - مقیاس شهر، مطالعه موردی نیس، فرانسه

شکل بالا نتایج ارزیابی FRI را برای مطالعه موردی نیس ارائه می دهد. ارزیابی برای مقیاس شهر با استفاده از ماتریس FRI با 91 شاخص انجام شده است. نمودار سمت چپ، FRI را برای وضعیت فعلی و سناریوی S4 ارائه می دهد. برای این سناریوها، اقدامات در نظر گرفته نشده است. نمودار حقوق شامل FRI برای سناریوهای S1، S2 و S3 است. اقدامات در نظر گرفته شده برای این دو سناریو به ترتیب آمادگی سیل، دانش محور و اقدامات احتمالی است.

می توان نتیجه گرفت که اقدامات انجام شده در سناریوهای S، S2 و S3 بر FRI تأثیر دارد. افزایش شدید FRI برای سناریوی S3 است که تمرکز آن روی اقدامات احتمالی است. این افزایش در مقایسه با حالت فعلی به عنوان سناریوی پایه 18.84٪ است. این کاهش بالا به دلیل بهبود مدیریت بحران برای حوادث در نظر گرفته شده، تحرک مردم و خدمات نجات است.

به طور کلی، اجرای اقدامات FRI را برای مطالعه موردی بهبود می بخشد. در این حالت سطح پیشرفت با روش توسعه یافته برای FRI اندازه گیری می شود.

نحوه تخمین سیل در حوضه های فاقد آمار

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح