ارائه کننده: صدیقه مدرسی

استاد راهنما: دکتر حمیدرضا مرادی رکابدارکلائی

استاد مشاور: دکتر مهدی وفاخواه

استاد مشاور دوم: دکتر جواد وحیدی

استاد ناظر داخلی: دکتر عبدالواحد خالدی درویشان، دکتر وحید موسوی

استاد ناظر خارجی: دکتر کاکا شاهدی، دکتر علی طالبی

نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر سیدحمیدرضا صادقی

تاریخ: ۱۴۰۵/۰۴/۰۶ 

ساعت: ۱۴

مکان: سالن اصلی کاخ

چکیده:

در دهه‌های اخیر، توسعه بی‌رویه شهرنشینی، تخریب پوشش گیاهی، تغییر کاربری اراضی و تبدیل عرصه‎ های طبیعی به مناطق نفوذناپذیر موجب افزایش میزان رواناب‌ها و ایجاد روند صعودی در سیلاب‎های شهری شده است. در این راستا مطالعات رواناب شهری به‌منظور کنترل کمیت و کیفیت سیلاب‎ها انجام شده و یکی از مهم‌ترین چالش‌های موجود، پیشنهاد و انتخاب بهینه اقدامات مدیریتی است که علاوه بر تأثیرگذاری بر کمیت و کیفیت سیلاب‌های شهری و کاهش حجم و دبی رواناب‌ها و بار آلایندگی آنها، امکان استفاده از این رواناب‌ها را برای سایر مصارف شهری فراهم نماید. در پژوهش حاضر، با هدف کنترل سیلاب در یک حوزه آبخیز شهری در ناحیه هفت منطقه پنج شهر تهران از هفت روش توسعه کم‌پیامد ((LID شامل بام سبز، باغچه بارانی، بشکه استحصال باران، ترانشه نفوذ، روکش نفوذپذیر، سامانه نگه داشت زیستی و جوی باغچه استفاده شد. مدل‌سازی هیدرولیکی و هیدرولوژیکی این پژوهش توسط مدل SWMM انجام گرفت و سپس مدل با الگوریتم‌های بهینه‌سازی فراابتکاری گرگ خاکستری، نهنگ و ژنتیک رتبه‌بندی نامغلوب در محیط MATLAB تلفیق گردید و با درنظرگرفتن توابع هدف شامل کاهش دبی اوج سیلاب و حجم رواناب، کاهش هزینه روش‎های توسعه کم‌پیامد و همچنین به‌حداقل‌رساندن کاهش عملکرد روش‌ها در طول دوره بهره‌برداری، بهینه‌سازی روش‌ها در سطح محدوده مطالعه انجام گرفت. نتایج مدل‌سازی بارش رواناب نشان داد که شبکه زهکشی محدوده مطالعه برای بارندگی طرح با دوره بازگشت‌های 25 سال و بیش از آن در برخی از آبراهه‌ها دچار آب‌گرفتگی بوده و تعدادی از گره‌های آن سیلابی هستند و بنابراین شبکه زهکشی محدوده مطالعه برای انتقال رواناب دچار اشکال است. نتایج مدل‌سازی روش‌های توسعه کم‌پیامد نیز بیانگر اثرگذاری بیشتر روش‌های ترکیبی بر کاهش حجم و دبی رواناب در محدوده مطالعه بود. باتوجه‌به بهینه‌سازی انجام شده توسط الگوریتم‌ها، روش ترکیبی سامانه نگهداشت زیستی، بام سبز، جوی باغچه و ترانشه نفوذ به‌عنوان روش ترکیبی منتخب معرفی شد و الگوریتم بهینه‌سازی گرگ خاکستری در مقایسه با الگوریتم‌های دیگر، به دلیل تولید جبهه‌های پارتو دارای تراکم و توزیع مناسب و پیشنهاد راه‌حل‌های مطلوب‌تر برای مقادیر مختلف هر سه تابع هدف، به‌عنوان بهترین الگوریتم انتخاب شد. در نهایت، ترکیب پیشنهادی الگوریتم گرگ خاکستری، با توزیع مکانی حدود 10 تا 40 درصد در زیرحوضه‌های بالادست و 50 تا 70 درصد در زیرحوضه‌های واقع در مجاورت خروجی‌ها، منجر به کاهش 60-70 درصدی حجم رواناب و کاهش حدود 70 درصدی دبی اوج جریان در محدوده مطالعه با هزینه‌ای در حدود 900,000 تا 1,200,000 دلار گردید.

 

کلمات کلیدی: آبخیزداری شهری، الگوریتم بهینه‌سازی گرگ خاکستری، الگوریتم بهینه‌سازی نهنگ، کنترل سیل، مدل مدیریت آب باران