بررسی آمار خسارت سالانه ناشی از وقوع سیلاب ها در ایران و جهان بیانگر گستردگی صدمات ناشی از سیلاب به منابع طبیعی و انسانی مناطق مختلف است. تعیین پهنه سیلابی رودخانه ها در راستای صیانت از منابع ملی و کاهش خسارات سیل، امکان حفاظت رودخانه در مقابل دست اندازی و احداث هرگونه تأسیسات غیرمجاز در آن را فراهم می سازد. از این رو در تحقیق حاضر به منظور ارزیابی قابلیت مدل های عددی در شبیه سازی پهنه سیلابی رودخانه ها بازه ای از رودخانه قوشقرای آذرشهر با استفاده از مدل هیدرولیکی دوبعدیHEC-RAS 5.0.7 و مدل یک بعدی HEC-RAS شبیه سازی و مقایسه شد. تغییرات مشخصه های هیدرولیکی جریان سیلابی شامل عمق، سرعت در مقاطع عرضی مختلف در مدل ها مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نتایج تراز سطح آب (عمق جریان) مدل دوبعدی HEC-RAS نسبت به مدل یک بعدی، کمترین خطا را در مقایسه با سایر پارامترهای هیدرولیکی جریان سیلابی دارد. مدل دوبعدی HEC-RAS، بیشترین میزان خطا را در پارامتر سرعت جریان با مدل یک بعدی نشان داد. به علاوه مدل دوبعدی HEC-RAS 5.0.7، سطح پهنه سیل گیر را 12/46 درصد بیشتر از مدل یک بعدی HEC-RAS نشان می دهد که تطبیق پهنه های حاصل روی وضع موجود رودخانه و مقایسه با عکس هوایی سال 1346 رودخانه، گویای دقت بالاتر مدل دوبعدی HEC-RAS در تخمین پهنه سیلابی رودخانه است.

رودخانه ها یکی از منابع مهم آب های سطحی هستند که با توجه به نقش مهم آنها در زندگی بشر باید مورد توجه قرار گیرند. هدف این تحقیق، مطالعه ویژگی های هیدرولیکی سیمینه رود و فرآیندهای حاکم بر آن با استفاده از تلفیق مدل HEC-RAS، در بستر نرم افزار  ArcGISاز طریق الحاقیه HEC-GeoRAS به­منظور شبیه سازی پارامترهای هیدرولیکی آن رودخانه با مساحت حوضه ی آبریز 3726 کیلومترمربع می باشد. نظر به اینکه مدل های چندبعدی نیاز به زمان و هزینه ی بالایی دارند، در قوس رودخانه با استفاده از تلفیق تصاویر ماهواره ای و مدل تک بعدی HEC-RAS شبیه سازی چند بعدی انجام پذیرفت. در این میان، 58 مقطع عرضی در مسیر رودخانه در نظر گرفته شده است که داده های اصلی مورد نیاز در این پژوهش شامل: نقشه های ارتفاعی، تصاویر ماهواره ای، شرایط مرزی و داده‎های هیدرومتری سیمینه رود می باشند. نتایج حاصل نشان داد، در بالادست رودخانه مقدار دبی برابر با 3/316 مترمکعب بر ثانیه و تراز سطح آب 85/12 متر و در پایین دست مقادیر دبی جریان و تراز سطح آب به ترتیب 6/313 مترمکعب بر ثانیه و 52/11 متر محاسبه شد. در دو طرف قوس رودخانه نیز تغییرات سطح آب نزدیک به 50 سانتی متر بوده و سرعت جریان با مقدار فاصله از ساحل رودخانه نسبت مستقیم دارد؛ به طوری که بیشینه سرعت جریان با مقدار 20/2 متر بر ثانیه در فاصله ی حدود 50/1 متر اتفاق افتاده است. در صحت سنجی مدل، پارامتر آماری NSE در سطح آب و عمق جریان دارای مقادیر به ترتیب 805/0 و 845/0 بدست آمد که دقت بالای مدل سازی را نشان می دهد. این نتایج حاکی از دقت بالای مدل هیدرولیکی HEC-RAS در شبیه سازی هیدرولیک جریان سیمینه رود را دارد. در نتیجه ملاحظه می شود تلفیق نرم افزارهای HEC-RAS و ArcGIS قابلیت بالایی در مدیریت دشت سیلابی داشته و باعث افزایش دقت، سرعت و کاهش هزینه های مطالعاتی مهندسی رودخانه می شود.

با از بین بردن خطوط تقسیم آب در شهرها سبب سرگردانی روانابها و عدم کنترل آنها می شوند. زهکشی رواناب های سطحی یکی از مشکلات مدیریت شهر رشت می باشد. بالا آمدن آب رودخانه و مسدود شدن کانالهای زهکشی یکی از عوامل آب گرفتگی خیابانها است. سیستم اطلاعات جغرافیایی به همراه مدل های ابزاری کلیدی هستند که با داشتن مدلسازی و برخی آنالیزها در کنترل سیلابها موثر می باشد. برای مطالعات سیلاب، ژئومتری زمین یکی از عوامل بسیار مهم می باشد. استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی شبیه سازی ژئومتری زمین را با دقت و سرعت بالایی مقدورمی سازد. بدین منظور با استفاده الحاقیه (HEC-GeoRAS (GIS و نقشه های پلان رودخانه، ژئومتری بستر و اراضی حاشیه رودخانه های گوهررود و سیاهرود شبیه سازی شد. با استفاده از تجزیه و تحلیل های آماری، دبی ها با دروه بازگشت های مختلف برآورد گشت. سپس با بکارگیری اطلاعات ژئومتری بستر و اراضی حاشیه رودخانه ها در مدل هیدرولیکی HEC-RAS، رفتار هیدرولیکی رودخانه ها شبیه سازی شد. در نهایت مکانهای که امکان مسدود شدن کانالهای زهکشی وجود داشته و مکانهای مناسب برای احداث کانالهای زهکشی جدید شناسایی گردید.

تغییر اقلیم به عنوان یکی از چالش‌های اساسی مدیریت منابع آب، می‌تواند الگوی بارندگی و در نتیجه رفتار هیدرولوژیکی حوضه‌های آبریز را به‌طور چشمگیری دگرگون کند. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر تغییر اقلیم بر جریان ورودی و شرایط هیدرولیکی سد تنگ‌مهر انجام شد. برای این منظور، از خروجی مدل‌های اقلیمی تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 به‌منظور تولید داده‌های بارش آینده و از مدل GSSHA برای شبیه‌سازی فرآیند بارش–رواناب استفاده گردید. نتایج نشان داد که متوسط بارش سالانه در دوره آینده (2040–2070) بین 5 تا 12 درصد افزایش یافته و میانگین دمای حوضه حدود 8/1 تا 5/2 درجه سلسیوس بیشتر می‌شود. شبیه‌سازی‌ هیدرولوژیکی بیانگر آن است که دبی اوج سیلاب در خروجی حوضه نسبت به دوره پایه بین 15 تا 35 درصد افزایش می‌یابد و حجم رواناب نیز حدود 10 تا 25 درصد بیشتر می‌گردد. در ادامه، نتایج حاصل به عنوان ورودی مدل هیدرولیکیHEC‑RAS  مورد استفاده قرار گرفت و تحلیل پهنه‌بندی سیلاب نشان داد که سطح آب در پایین‌دست سد به‌طور متوسط 4/0 تا 8/0 متر افزایش یافته و گستره سیلابی در برخی مقاطع تا 20 درصد گسترش یافته است. این تغییرات نشان‌دهنده افزایش محسوس ریسک سیلاب و لزوم بازنگری در ظرفیت سرریز و مدیریت بهره‌برداری از سد تنگ‌مهر در شرایط اقلیمی آینده است.

سطوح مخروط افکنه ای به دلیل حساس بودن به سیلاب، چالش های منحصر به فردی برای توسعه ایجاد می کند. محدوده پردیسان قم نیز در همین مناطق گسترش یافته و نیازمند مکان یابی و طرح توسعه است. برای این هدف، از یک روش جامع که شامل مدل سازی خطر سیل با HEC-RAS  است، استفاده شد و از روش SCS، دبی جریان یک رویداد سیل100 ساله محاسبه گردید. علاوه بر سیلاب، 13 معیار دیگر نیز طبق نظر کارشناسان برای ارزیابی تناسب زمین برای توسعه گنجانده شد. این معیارها با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) همراه با منطق فازی تجزیه و تحلیل شدند و مقایسه دقیق سایت های بالقوه برای گسترش را فراهم آورد. یافته ها نشان می دهد که علیرغم مدیریت آبخیزداری موجود، مناطق سکونتگاهی کنونی در پردیسان در برابر سیل آسیب پذیر بوده و به اندازه کافی چالش های حجم و رسوب ناشی از سیلاب های احتمالی را برطرف نمی کنند. این تحقیق، کاستی های اقدامات فعلی پیشگیری از سیل را برجسته و نیاز به استراتژی های بهبود یافته و مطالعات بیشتر را تأکید می کند. نتایج مدل FAHP، بخش جنوب شرقی پردیسان را به عنوان مناسب ترین منطقه برای توسعه شناسایی کرد که با طرح توسعه فعلی مغایرت دارد. این توصیه مبتنی بر ارزیابی کامل معیارهای مشخص شده است و به پتانسیل قابل توجهی برای گسترش هدفمند و بهینه شهری اشاره می کند. در نهایت، مشخص گردید که استفاده از مدل تلفیقی HECRAS-SCS-FAHP در توسعه مناطق شهری می تواند به عنوان یک نقشه راه مفید باشد.

بررسی نقش شیب شکن ها به عنوان یکی از سازه های مهم هیدرولیکی در کنترل سیل بسیار حایز اهمیت است. در این تحقیق نقش دو شیب شکن بر تغییر عمق و پهنه سیل گیری در بازه ای به طول تقریبی 7 کیلومتر از رودخانه کن تهران در دبی های با دوره بازگشت های 5 تا 700 سال و در بالادست و پایین دست هر یک از این سازه ها با استفاده از مطالعات صحرایی و نرم افزار هیدرولیکی HEC-RAS انجام شد. نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر بر تاثیر کلی و متفاوت شیب شکن ها به ترتیب بر افزایش و کاهش سطح و عمق سیل گیری در بالادست و پایین دست آنها دلالت دارد.

شناسایی مکانی (پهنه بندی) مناطق سیل خیز از دیدگاه تاثیر بر ویژگیهای سیلاب خروجی کل حوزه در پروژه های کنترل سیلاب از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. تعیین درجه سیل خیزی مناطق مختلف یک حوزه آبخیز متسلزم شناخت خصوصیات هیدروژئومورفیک حوزه، اقلیم منطقه، بررسی وقایع ثبت شده بارش- رواناب در منطقه و بهره گیری از مدل های ریاضی در قالب یک روش مشخص برای تفکیک نقش مناطق مختلف حوزه می باشد. در تحقیق حاضر، حوزه آبخیز رودزرد برای تشریح روش پیشنهادی تعیین توزیع مکانی شدت سیل خیزی انتخاب شد. این حوزه از اطلاعات و آمار نسبتا مناسبی برخوردار است و شامل پنج زیر حوزه اصلی و سه زیر حوزه میانی ماشین می باشد. مدل توزیعی بارش- رواناب ModClark در سطح زیرحوزه های دارای ایستگاه هیدرومتری واسنجی و اعتباریابی شد. سپس با بکارگیری نرم افزار روندیابی هیدرولیکی HEC-RAS در حالت جریان غیر ماندگار، جریان در شبکه رودخانه اصلی روندیابی گردید و مدل تلفیقی در محل خروجی کل حوزه واسنجی و اعتباریابی شد. در مرحله بعد برای تعیین توزیع شدت سیل خیزی برای واحدهای سلولی به ابعاد 2´2 کیلومتر مربع با اجرای روش "عکس العمل سیل واحد" در قالب حذف متوالی سلول ها و شبیه سازی هیدروگراف سیل به ازای یک بارش طراحی، میزان تاثیر هر یک از سلول ها بر هیدروگراف خروجی کل حوزه بدست آمد. تعداد کل شبیه سازی توسط مجموعه مدل های زیر حوزه ای و هیدرولیکی برابر مجموع تعداد سلول ها می باشد. همچنین در این مرحله برای اولین بار با استفاده از نتایج شبیه سازیها نقشه کنتورهای هم تاثیر سیل خیزی بدست آمد. از طرف دیگر، شاخص سیل خیزی در نقاط مختلف در مسیر حرکت جریان رودخانه اصلی محاسبه شد و با ترسیم تغییرات شاخص سیل خیزی در مسیر رودخانه اصلی، دیاگرام یا پروفیل شاخص سیل خیزی واحدهای سلولی حداکثر و حداقل سیل خیزی ترسیم شد که بیان کننده چگونگی تغییر این شاخص در طول مسیر می باشد.

در این تحقیق، برای دستیابی به مدل تاب آوری ساختمان های واجد اهمیت در برابر سیل، ابتدا دارایی های شهر با استفاده از معیارها و زیرمعیارهای سطح بندی شناسایی شده و در بستر GIS مکان نمایی شدند. سپس با کمک نرم افزار HecRAS جریان رودخانه ها، مدل سازی شد و بازه های فاقد ظرفیت گذردهی سیلاب تعیین و در بستر GIS مشخص شد و با انطباق هر دو لایۀ مراکز ثقل آسیب پذیر، مؤلفه های تاب آوری ساختمان احصا شد. با استفاده از مدل تحلیل عاملی ساختاری و نرم افزار مدل سازی لیزرل مشخص شد که مؤلفه های سازگاری – انعطاف، اتصال بازخورد ایمن شکست، وابستگی به اکوسیستم های محیطی، تنوع، یادگیری- حافظه- پیش بینی، عملکرد، سرعت پاسخگویی، افزونگی قطعه بندی، تدبیر، و استحکام، متغیرهای اثرگذار بر تاب آوری ساختمان در سیلاب هستند. پس از مدل یابی تاب آوری ساختمان ها، با استفاده از روش TOPSIS, AHP و تعیین ایده آل مثبت و راه حل ایده آل منفی، تاب آوری ساختمان ها نمره دهی شد و مشخص شد که بیشترین مقدار ایده آل مثبت مربوط به شاخص افزونگی تعادل با اثرهای بالقوه آبشاری است که مقدار آن برابر 257/0 است و کمترین مقدار ایده آل منفی هم مربوط به شاخص مقاومت در برابر سطحی از تنش است که مقدار آن برابر 02/0 است.

این پژوهش با هدف تعیین استراتژی­ طراحی نیروگاه هسته­ای در مجاورت رودخانه با ارزیابی ریسک سیل به عنوان پیش شرط طراحی و برای سایت اتمی دارخوین در مجاورت رودخانه کارون در استان خوزستان به­عنوان مطالعه موردی انجام شده است. در این پژوهش، پس از نمونه گیری از فضای برازش یافته بر دبی جریان و با فیلتر کردن و حذف دبی های سیلابی که از رودخانه به دشت سیلابی سرریز نمی شوند، از مدل هیدرولیکی دو بعدی HECRAS برای تعیین عمق و سرعت جریان در محدوده سایت نیروگاه استفاده به عمل آمد. تحلیل فراوانی عمق سیل شبیه سازی شده به­وسیله مدل هیدرولیکی نشان داد که توزیع فراوانی عمق جریان و سیلاب مولد آن با یکدیگر متفاوت هستند. طراحی ایمن سایت نیروگاه نیازمند در نظر گرفتن عدم قطعیت عوامل بسیاری است که استفاده از روش­های مرسوم را با مشکل مواجه می سازد. در این تحقیق و برای اولین بار از تکنیک روزنبلات برای ارزیابی عدم قطعیت و در نهایت، تعیین بیشینه سطح آب محتمل برای جانمایی هسته راکتور استفاده به عمل آمد. نتایج نشان می­دهد که برای ایجاد عمق بیشینه محتمل با دوره بازگشت 100 سال باید سیل با دوره بازگشت 10000 سال در کارون در پایین دست اهواز به وقوع بپیوندد. روش ارائه شده در این پژوهش، می­تواند مبنای تولید استانداردی برای طراحی نیروگاه­های هسته­ای در مجاورت رودخانه­ها و حفاظت در مقابل سیل قرار گیرد.