| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,975 |
| تعداد مقالات | 33,408 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,904,253 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 20,405,788 |
اولویت بندی سناریوهای توسعه ی کم اثر به منظور مدیریت کیفیت رواناب شهری با استفاده از روش‌های تصمیم گیری چندمعیاره در شهر گرگان | ||
| پژوهش های آبخیزداری | ||
| مقاله 2، دوره 36، شماره 3 - شماره پیاپی 140، مهر 1402، صفحه 2-22 اصل مقاله (2.23 M) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/wmrj.2023.359714.1488 | ||
| نویسندگان | ||
| مهتاب فروتن1؛ فاطمه شکریان* 2؛ کریم سلیمانی3؛ امیراحمد دهقانی4 | ||
| 1دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده ی منابع‌طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| 2استادیار گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده ی منابع‌طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| 3استاد گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده ی منابع‌طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| 4دانشیار، دانشکده ی مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و هدف در سال‌های اخیر، با رشد سریع جمعیت، توسعه‌ی روزافزون شهر نشینی و صنعتی شدن جوامع، آب‌شناسی (هیدرولوژی) آبخیزهای شهری، دچار تغییرات زیادی شده است. این تغییرات در طی زمان موجب بروز سیلاب و آبگرفتگی معابر در نواحی شهری شده است و از سویی دیگر رخداد سیلاب در مناطق شهری به‌دلیل تراکم جمعیت و امکانات، می تواند خسارت‌های جبران ناپذیر و کاهش کیفیت رواناب را به‌همراه داشته باشد. برای مدیریت رواناب ها و جلوگیری از جاری شدن سیل و آلودگی آب ها رویکردهای نوینی پیشنهاد شده است، که توسعه‌ی کم اثر LID یکی از این رویکردها است. هدف استفاده از این روش، شبیه سازی شرایط آب‌شناختی (هیدرولوژیک) منطقه‌ی شهری، قبل از توسعه است. به این منظور در این پژوهش ارزیابی ویژگی‌های کیفیت (BOD,TP,TN) با استفاده از بهترین شیوه های مدیریت توسعه‌ی کم اثر (LID/BMPs ) در شهر گرگان بررسی شد. مواد و روش‌ها ابتدا اطلاعات مربوط به منحنی‌های شدت-مدت-بارندگی، نقشه های کاربری شهری و زمین‌ها و نقشه های توسعه‌ی شهری آبخیز گرگان جمع‌آوری شد. برای ایجاد مدل آب‌شناختی در شهر گرگان و بررسی تأثیر LID بر رواناب از مدل EPA-SWMM استفاده شد. با توجه به توسعه‌ی شهری منطقه، شش گزینه‌ی پشت بام سبز، سامانه‌ی ماند زیست‌شناختی (بیولوژیکی)، جوی باغچه، بشکه‌ی باران، ترانشه‌ی نفوذ و روکش های نفوذپذیر، با رگبار 6 ساعته، با دوره‌ی بازگشت 2، 5 و 10 ساله برای تحلیل کیفی با استفاده از ویژگی‌های نیترات، فسفات و BOD درنظر گرفته‌شد. نتایج و بحث نتایج به‌دست‌آمده از واسنجی و اعتبارسنجی مدل براساس سنجه‌ی ناش-ساتکلیف بیشتر از 5/0 نشان داد که برای شبیه سازی کیفیت رواناب شهری، مدل SWMM دقت لازم را دارد. نتایج نشان داد که به‌ترتیب سامانه‌ی پشت بام سبز، بشکه ی باران و روکش های نفوذپذیر با کاهش آلاینده‌های رواناب سطحی در مقایسه با وضعیت موجود بهترین عملکرد را در بهبود کیفیت رواناب سطحی در منطقه داشتند. به‌کارگیری روش های توسعه‌ی کم اثر در منطقه به عامل‌های مختلفی مانند عامل‌های محیطی، اقتصادی و کارایی آن ها بستگی دارد. نتایج گویای آن است که همه‌ی سناریوهای LID انتخاب‌شده در پژوهش در بهبود کیفیت رواناب سطحی مؤثر بوده اند، اما هر یک از سناریوها عملکرد متفاوتی را نشان دادند. نتیجه گیری و پیشنهادها با وجود اینکه تمام سناریوهای LID بررسی‌شده در این پژوهش در مهارکردن رواناب سطحی و بهبود کیفیت آن مؤثر بوده اند، از آنجایی که با اجرای سناریوهای پشت بام سبز، بشکه‌ی باران و روکش های نفوذپذیر اندازه‌ی فسفات، نیترات و BOD در مقایسه با وضعیت موجود و سایر سناریوها کاهش بیشتری داشت، در نتیجه تأثیر اقدام‌های مدیریتی پشت بام سبز، بشکه‌ی باران و روکش نفوذپذیر بیشتر بوده است، و پیشنهاد می شود به‌منظور بهبود کمیت و کیفیت رواناب سطحی، این اقدام‌ها در اولویت های اجرایی باشند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آب های سطحی؛ فسفات؛ گرگان؛ مدل EPA-SWMM؛ LID | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Prioritization of Low-Impact Development Methods for Quality Management of Urban Surface Runoff Using the TOPSIS and SAW Method in Gorgan City | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mahtab Forotan1؛ Fatemeh Shokrian2؛ Karim Solaimani3؛ Amir Ahmad Dehghani4 | ||
| 1Ph.D. in Sciences and Watershed Engineering, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran | ||
| 2Assistant Professor, Department of Sciences and Watershed Engineering, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran | ||
| 3Professor, Department of Sciences and Watershed Engineering, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran | ||
| 4Associate Professor, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction and Objective In recent years, due to the rapid growth of the population, the increasing development of urbanization and the industrialization of societies, as a result, the hydrology of urban watersheds has been accompanied by many changes. These changes over time have caused floods and inundation of roads in urban areas, and on the other hand, flooding in these areas due to the density of population and facilities can cause severe damages and reduce the quality of runoff. New approaches have been proposed to manage runoff and prevent flooding and water pollution, and in this case, the development of low-impact LID is one of these approaches. The purpose of using this technique is to simulate the hydrological conditions of the urban area before development. For this purpose, in this research, the evaluation of quality parameters (BOD, TP, TN) was investigated using the best low-impact development management practices (LID/BMPs) in Gorgan city. Materials and Methods In the first stage, information related to intensity-duration-rainfall curves, urban and land use maps, and urban development maps were collected for Gorgan urban watershed. EPA-SWMM model was used to create a hydrological model in Gorgan city and investigate the effect of LID on runoff. According to the urban development of the region, six options of green roof, biological system, garden waterway, rain, infiltration trench and permeable covers, with a 6-hour rainstorm were considered with a return period of 2, 5 and 10 years for qualitative analysis using parameters Nitrate, phosphate and BOD. Results and Discussion The results of the calibration and validation of the model based on the Nash-Sutcliffe criterion more than 0.5 showed that the SWMM model has the required accuracy for simulating the quality of urban runoff. The results showed that, respectively, the green roof system, rain barrel and permeable covers have the best performance in improving the quality of surface runoff in the region by reducing surface runoff pollutants compared to the existing situation. The use of low-impact development methods in the region depends on various factors, including environmental, economic and efficiency factors. The results indicate that all the LID scenarios selected in the research were effective in improving the quality of surface runoff, but each of the scenarios showed different capabilities. Conclusion and Suggestions Even though all the LID scenarios examined in this research were effective in controlling surface runoff and improving its quality, but with the implementation of the green roof, rain barrel and permeable covers, the amounts of phosphate, nitrate and BOD compared to the existing situation and other scenarios has decreased further. As a result, the impact of green roof management measures, rain barrel and permeable cover has been greater. Finally, it is suggested that in order to improve the quantity and quality of surface runoff, these methods should be considered in the implementation priorities. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| EPA-SWMM models, Gorgan, low Impact Development, Phosphate, Surface Water | ||
| مراجع | ||
|
Arman N, Shahbazi A, Faraji M, Dehdari S. 2019. Effect of urban development on runoff generation by SWMM, case study: Khuzestan Province, Izeh. Watershed Engineering and Management. 11(3): 750-758. (In Persian). 10.22092/ijwmse.2018.115272.1353 Asgaripour N, Zaree H, AkhoundAli, AM. 2013. Investigating the Performance of the Sewage Collection System in Relation to the Inflow of Surface Runoff Using the SWMM Model (Case study: Zaytoun, an Employee of Ahvaz City). The First National Conference on Geography, Urban Planning and Sustainable Development. pp. 1-9. (In Persian). Badiezadeh S, bahremand A, dehghani A. 2015. Urban Flood Management by Simulation of Surface Runoff Using SWMM Model in Gorgan City, Golestan Province- Iran. Journal of Water and Soil Conservation. 22 (4): 155-170. (In Persian). doi: 20.1001.1.23222069.1394.22.4.9.7 Darnthamrongkul W, Mozingo LA. 2021. Toward Sustainable Stormwater Management: Understanding Public Appreciation and Recognition of Urban Low Impact Development (LID) in the San Francisco Bay Area. Journal of Environmental Management. 300(4):113716.doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113716 Joksimovic D, Alam Z. 2014. Cost Efficiency of Low Impact Development (LID) Stormwater Management Practices. 16th Conference on Water Distribution System Analysis, Procedia Engineering. 89: 734- 741. doi:10.1016/j.proeng.2014.11.501 Karami M, Ardeshir A, Behzadian K. 2016. Hazard Management of Inundation and Pollutants in Urban Floods Using Optimal Conventional and Novel Strategies. Iran Water Resources Research. 11(3): 100-112. (In Persian). Karimi S, Ghazanfarpour H, Alimoradipour N. 2018.Comparison and Geographical Analysis of Runoff Risk in Urban Crossings (Case study: Four-Regions of Kerman City). Environmental Hazards. 5(1):17-34. (In Persian). 10.22059/JHSCI.2018.249506.317 Nasehpour M, Khozeymehnezhad H, Forootan E. 2021.Evaluation of Urban Development Impacts on Runoff Using SWMM Model (Case Study: Qom Province). Journal of Environmental Science and Technology. 22(12): 79-89. (In Persian). doi: 10.22034/JEST.2019.45067.4713 Noori H, Farzin S, Karami H. 2018. Performance Development of Modern Methods Using Multi-Objective Optimization in Urban Runoff Control. Iran Water Resources Research. 14(3): 57-70. (In Persian). Rahimi D. 2009. The Effect of Single Thunders on Flood's Management (Case Study: Farsan Basin). Geography and Environmental Planning. 20(3): 85-100. (In Persian). doi:20.1001.1.20085362.1388.20.3.4.5 Saadatpour M, Delkhosh F, Afshar A, Sandoval Solis S. 2020. Developing a Simulation-Optimization Approach to Allocate Low Impact Development Practices for Managing Hydrological Alterations in Urban Watershed. Journal of Sustainable Cities and Society. 61:1-36. doi.org/10.1016/j.scs.2020.102334 Samim S, Hajian F, Moazami D. 2022. Flood Management in the Eighth District of Herat City Using Low Impact Development and Their Evaluation with EPA-SWMM Model. Journal of Water and Sustainable Development. 8(4):111-118. (In Persian). doi:10.22067/JWSD.V8I4.2108.1076 Silveira ALL. 2002. Problems of Modern Urban Drainage in Developing Countries. Water Science & Technology. 45(7): 31-40. doi:10.2166/wst.2002.0114 Song Y, Lee J, Lee E. 2020. Developing a Reliability Index of Low Impact Development for Urban Areas. Water. 12: 29-61. Taghizadeh S, Salar Kh, Rajaee T. 2021. Hybrid SWMM and Particle Swarm Optimization Model for Urban Runoff Water Quality Control by Using Green Infrastructures (LID-BMPs). Journal of Urban Forestry and Urban Greening. 60: 35-57. doi.org/10.1016/j.ufug.2021.127032 Taheriyoun M, Falahi A, Asadollahfardi Gh. 2016. Identification of Appropriate Scenario of Best Management Practices (BMPs) to Improve the Quantity and Quality of Urban Runoff, Considering Economic Issues. Iranian Water Researches Journal. 10(21): 85-96. (In Persian). Wu J, Larm T, Wahlsten A, Marsalek J, Viklander M. 2021. Uncertainty Inherent to a Conceptual Model Storm Tac Web Simulating Urban Runoff Quantity, Quality and Control. Urban Water Journal. 18(5): 300-309. doi.org/10.1080/1573062X.2021.1878240 Xu C, Shi X, Jia M, Han Y, Zhang R, Ahmad S, Jia H. 2022. China Sponge City Database Development and Urban Runoff Source Control Facility Configuration Comparison Between China and the US. Journal of Environmental Management. 304(7): 114241. doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.114241 Xu T, Jia H, Wang Zh, Mao X, Xu Ch. 2019. SWMM-Based Methodology for Block-Scale LID-BMPs Planning Based on Site-Scale Multi-Objective Optimization: A Case Study in Tianjin. Journal of Environmental Science and Engineering. 11(1): 32-49. doi.org/10.1007/s11783-017-0934-6 young C, Dong B, Lee K. 2020. Effects of Low-Impact Development Practices for Flood Events at the Catchment Scale in a Highly Developed Urban Area. Journal of Disaster Risk Reduction. 44: 50-74. doi.org/10.1016/j.ijdrr.2019.101412 Zeng Zh, Yuan X, Liang J, Li Y. 2021. Designing and Implementing an SWMM-Based Web Service Framework to Provide Decision Support for Real-Time Urban Storm Water Management. Journal of Environmental Modelling and Software. 135:10-39. doi.org/10.1016/j.envsoft.2020.104887 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 454 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 670 |
||