مجموعه آموزش هیدرولوژی - تأثیر منطقه شهری در شکل گیری و گردش آب از بارندگی و ذوب برف

۰۹ فروردين ۰۰ ، ۰۸:۳۷ نويسنده: بهزاد سرهادی

4.10 تأثیر منطقه شهری در شکل گیری و گردش آب از بارندگی و ذوب برف

در مقایسه با حوضه های کوچک از مناطق روستایی، در مناطق شهری شرایطی برای افزایش شدت آب طوفان باران وجود دارد که هم مربوط به افزایش حجم آب و به ویژه تخلیه های اوج سیل است. سه دلیل برای این تشدید پتانسیل تولید سیل وجود دارد، یعنی:

تأثیر در شکل گیری بارندگی: افزایش شدت بارندگی به ویژه به دلیل اصلاح تعادل گرمایی و تابشی است. بنابراین تابش جذب شده از موج طولانی زمین قوی تر است زیرا پوشش زمین شهری نسبت به فضاهای باز در مناطق روستایی سیاهتر است. همچنین، ناهنجاری های آئروسل هایی که ذرات آلوده هوا را ایجاد می کنند، به شدت بارندگی کمک می کنند. سرانجام "اثر کوپولا" از شهر منجر به افزایش حرکت همرفت جو می شود که منجر به توسعه نوع کومولونیمبس شدیدتر و در نتیجه افزایش قابل توجه بارندگی در مناطق شهری در مقایسه با مناطق روستایی می شود.

تأثیر بر حجم رواناب دلیل دوم افزایش پتانسیل آب طوفان در مقایسه با مناطق روستایی است. این شامل کاهش نفوذ آب به خاک در نتیجه مناطق قابل توجهی از سطح پوشیده شده از مواد غیر قابل نفوذ (بتن، آسفالت، جاده های پوشیده از سنگ، سقف ها و غیره) است. همانطور که در شکل 5.10 نشان داده شده است، برای حوضه رودخانه یکسان، حجم موج سیل منطقه شهری W_{urban 1} بسیار بیشتر از حجم موج سیل روستایی W_rural است.

در نتیجه این رواناب قابل ملاحظه ای افزایش یافته، حداکثر تخلیه در شرایط شهری افزایش می یابد:

برای همان حوضه شهری هنوز ویژگی خاص جریان در مقایسه با حوضه مشابه روستایی در نظر گرفته نشده است. در مورد یک حوضه شهری، در مقایسه با سرعت جریان زمینی در امتداد دامنه ها در حوضه های آبریز طبیعی و جریان در بستر رودخانه، افزایش قابل توجهی در سرعت جریان سطح و همچنین آب در سیستم فاضلاب وجود دارد. کل مدت زمان طغیان مجموع مدت طوفان بارانی و زمان تاخیر برای آخرین قطره آب است که از آخرین نقطه حوضه شهری برای رسیدن به خروجی سرریز می کند. در مورد مناطق شهری، مسیر طغیان با جریان طوفانی که در امتداد خیابان ها تا اولین سوراخ کانال فاضلاب جریان دارد جایگزین می شود. سپس شبکه فاضلاب مجاری و کانال ها در مورد حوضه های آبریز روستایی جای بستر رودخانه را می گیرد. بدیهی است که مدت زمان تأخیر در مورد یک حوضه شهری بسیار کمتر از حوضه روستایی است. بنابراین، همانطور که در شکل 10.5 نشان داده شده است، کل زمان در منطقه شهری T_{total 2} بسیار کمتر از زمان کل در شرایط شهری T_{total 1} است و بنابراین به عنوان حجم W_{urban 2} = W_{urban 1} حداکثر تخلیه خواهد بود:

علاوه بر این، به دلیل افزایش شدت بارندگی در مناطق شهری، مدت زمان موج سیل در مقایسه با آنچه در حوضه های طبیعی تولید می شود، کوتاه تر است. بنابراین اوج جریان حتی بیشتر هم می شود.