بررسی عملکرد و بهینه سازی جانمایی روش‌های نوین مدیریتی (LID-BMP) در بهبود کمیت رواناب سطحی شهر تهران-مطالعه موردی منطقه 22

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عمران- سازه های هیدرولیکی-قم

2 گروه مهندسی عمران، هیدرولوژی، دانشگاه قم

چکیده

این تحقیق مدیریت خطرپذیری سیلاب شهری را با به‌کارگیری روش‌های نوین مدیریتی شامل اجرای ترانشه های نفوذ، مخازن نگهداشت دائمی زیستی و روسازی‌های نفوذپذیر در شبکه جمع‌آوری آب‌های سطحی ارائه می‌نماید. مدل بهینه‌سازی چندهدفه ارائه شده در این تحقیق با استفاده از الگوریتمMOPSO چندهدفه توسعه‌یافته که با مدل شبیه‌سازی شبکه جمع‌آوری آب‌های سطحی توسط نرم‌افزار SWMM ترکیب شده است. کاربرد روش پیشنهادی بر روی مطالعه موردی شبکه جمع‌آوری آب‌های سطحی منطقه 22 تهران تشریح شده است که شامل چهار سناریو مختلف می باشد؛ سناریو اول به بررسی عملکرد روش های نوین مدیریتی در بهبود کمیت رواناب سطحی بدون استفاده از BMP پرداخته شده است و سناریوهای دوم، سوم و چهارم به ترتیب از BMP های شامل ترانشه نفوذ، مخازن نگهداشت دائمی زیستی و روسازی نفوذپذیر، که در شش، چهار و دو درصد از زیر حوضه‌ها برای دوره بازگشت دو، پنج و 10ساله اعمال شده، استفاده‌ گردیده است. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد که مخازن نگهداشت زیستی نسبت به ترانشه های نفوذ و روسازی‌های نفوذپذیر، توانایی بیشتری در کاهش دبی پیک دارد. همچنین با افزایشی دوره بازگشت از تاثیر BMPs کاسته می شود بطوری که مخازن نگهداشت زیستی 10% بیشتر از ترانشه‌های نفوذ و حدود20% بیشتر از روسازی‌های نفوذ پذیر در کاهش دبی پیک تاثیر گذار می باشند. هدف مدل بهینه‌سازی کاهش دبی پیک می‌باشد که نتایج نشان می‌دهد به‌کارگیری ترکیب بهینه هر سه رویکرد نوین، منجر به کاهش 51% تا 54% دبی پیک نسبت به موثربخش ترین BMP می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Performance and Optimization of New Management Methods (LID-BMP) to Improve Surface Runoff in Tehran-A Case Study of District 22

نویسندگان [English]

  • soudabeh taghizadeh 1
  • Taher Rajaee 2
1 civil-hydraulic structure-Qom
2 Civil Engineering Department, Qom University
چکیده [English]

This research presents urban flood risk management through new management approaches including the implementation of penetration trenches, permanent containment reservoirs and permeable pavements in the surface water collection network. The multi-objective optimization model presented in this research is based on the multi-objective MOPSO algorithm that is combined with Surface Surface Simulation Modeling Software by SWMM software. The application of the proposed method has been described on a case study of the Surface Surface Network of Tehran 22nd District, which consists of four different scenarios; the first scenario examines the performance of new management methods for improving surface runoff quantity without using BMP, and second scenarios, Third, and fourth, BMPs including penetrating trenches, permanent containment tanks and permeable pavements, which were applied in six, four and two percent of the sub basins for the return period of two, five and ten years, were used respectively. Modeling results show that biological storage tanks are more capable of reducing peak courier than penetration trenches and permeable pavements. Also, with the increase of the return period, the impact of BMPs decreases, so that the biosecurity tanks are 10% more effective than penetration trenches and about 20% more than penetrating pavements in reducing peak cours. The goal of the optimization model is to reduce peak coursing, which results suggest that using the optimal combination of all three new approaches leads to a 51% to 54% reduction in peak versus the most effective BMP.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flood management
  • LID-BMP
  • Urban Waters Collection Network
  • vulnerability
  • PSO
بهروزی، ا. و همکاران (1392). مدل بهینه‌سازی کنترل کمی و کیفی رواناب شهری با استفاده از بهترین راهکارهای مدیریتی(BMPs)، مطالعه موردی: منطقه 10 تهران. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تهران.
سلطانی، م. تجریشی، م. (1388). مدل‌سازی کیفی نهرهای درون‌شهری. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف.
طرح جامع مدیریت آب های سطحی تهران.جلد هشتم.رویکرد مدرن،1390
قنبری عدیوی، م. تجریشی، م. (1390) بررسی عملکرد جوی باغچه‌های بومی شهر تهران به‌منظور طرحی جهت حذف آلاینده‌های رواناب سطحی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه صنعتی شریف.
کمالی، م. و تجریشی، م. (1390). بررسی عملکرد روسازی نفوذپذیر در حذف آلاینده از رواناب سطحی. چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.
مختارپور، ا. خداشناس، س. داوری، ک. (1397). بررسی تغییرات دبی سیلاب شهری با دو روش روسازی متخلخل و ترانشه نفوذ، مطالعه موردی: منطقه 4 تهران. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، شماره چهارم.
مطالعات تفضیلی شهرداری منطقه ٢٢ تهران، 1385
مظفری،ج و کبارقرد،م ، )1396(، بررسی مدیریت کمی و کیفی سیلاب شهری با مدل SWMM EPA، مطالعه موردی: منطقه 22 تهران، فصلنامه علمی و پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، شماره بیست و هفتم.
منتظرالحجه. مهدی، )1396(،  برنامه ریزی توسعه پایدار محیط های شهری با رویکرد توسعه کم اثر (LID)، چهارمین کنفرانس بین المللی برنامه ریزی و مدیریت محیط زیست، تهران، دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران.
میرآخورلی، ش. و همکاران (1392). برآورد بار آلودگی رواناب شهری به‌منظور ارائه بهترین راهکارهای مدیریتی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تهران.
changing Xu. et al.(2019). Progress on environmental and economic evaluation of low-impact development type of best management practices through a life cycle perspective. Journal of Cleaner Production, 213 1103-1114.
Generino P. Siddayao , Sony E. Valdez , Proceso L. Fernandez. (2015). Modeling Flood Risk for an Urban CBD Using AHP and GIS, International Journal of Information and Education Technology, Vol. 5, No. 10, October 2015.
H., Jia. Et al. (2012). Planning of LID-BMPs for urban runoff control: The case of Beijing Olympic Village. Journal of Separation and Purification Technology, 84 (2012), 112–119.
H., Jia. Et al. (2013). Development of a multi-criteria index ranking system for urban runoff best management practices (BMPs) selection. Environ Monit Assess. 2013 Sep;185(9):7915-33.
Mehrabadi, M. H. R., Saghafian, B., & Bazargan-Lari, M. R. (2017). Simulation and feasibility of biological and structural BMPs for stormwater control in the urbanizing watersheds. Modeling Earth Systems and Environment, 3(2), 719-731. in persian.
Reynolds، S. et al. (2012). Linking Stormwater BMP Systems Water Quality and Quantity Performance to Whole Life Cycle Cost to Improve BMP Selection and Design. World Environmental and Water Resources Congress.
Stormwater management plan (SWMP); San Francisco Public Utilities Commission(SFPUC); Hetchy Water& Power Clean Water., Fact sheet #2; Spring 2004
Storm Water Management Model Applications Manual -EPA/600/R-09/077 July 2009.
Wu Che, Integral Stormwater Management Master Plan and Design in an Ecological Community.  Journal of Environmental Science. 09 Jul 2014, 26(9), 1818-1823.
Warren Viessman, Gary L. Lewis. Introduction to Hydrology 5th Edition.(1994).
Xuhui Mao. et al. (2017). Assessing the ecological benefits of aggregate LID-BMPs through modelling. Journal of Ecological Modelling, 353, 139-149.