سرفصل‌های مهم تدریس تحلیل خطر سیلاب در GIS

مقدمه

این نوشته به منظور راهنمایی برای مدرسین محترم آموزشگاه ها و اساتید محترم دانشگاهی به منظور تدریس مباحث تحلیل مخاطره سیل با استفاده از قابلیت های دانش اطلاعات جغرافیایی (GIS) تهیه شده است. مباحث این سرفصل می تواند برای آموزش سیلاب به دانشجویان و کارشناسای نهادهای اجرایی مفید باشد. این نوشته شامل مباحث عمده از جمله مبانی تئوریک موضوع مخاطره سیلاب، ابزارها و دستورات GIS برای تحلیل سیل، دیتاها و اطلاعات مورد استفاده و همچنین مباحث مدل سازی سیلاب در پهنه های شهری و مناطق روستایی را شامل می شود. این مباحث می تواند در موضوعات برنامه ریزی شهری، تحلیل مخاطرات، تحلیل اثرات گرمایش جهانی (+)، بررسی نقشه های تاریخی شهرها، تحلیل پراکندگی جمعیت و مسکن در سطح شهرستان های کشور، و ارزیابی های زیست محیطی کاربرد داشته باشد.

در ادامه ابتدا مهمترین مباحث مربوط به سیل و در ادامه سرفصل های تدریس نرم افزار GIS برای تحلیل و پهنه بندی مخاطره سیل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

تحلیل خطر سیلاب با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یکی از ابزارهای قدرتمند برای ارزیابی و مدیریت مخاطرات ناشی از سیلاب است. در این زمینه، سرفصل‌های آموزشی متنوعی وجود دارد که بسته به عمق و گستردگی دوره می‌توانند متفاوت باشند. طبعا برای دوره های دانشگاهی این سرفصل ها میتواند شامل مباحث تئوری بیشتر و مباحث نرم افزاری کمتر باشد و برای دوره های اجرایی مانند کارشناسان دستگاه های اجرایی و شرکت های فنی مهندسی این مباحث می تواند بیشتر مباحث فنی و نرم افزاری را پوشش بدهد. در زیر به برخی از مهم‌ترین سرفصل‌های این حوزه اشاره می‌شود:

مبانی نظری و مفهومی

تعریف سیلاب و انواع آن: سیلاب‌های ناگهانی، سیلاب‌های تدریجی، سیلاب‌های شهری و … . در این مورد بسیاری از مفاهیم پایه در خصوص موضوع سیلاب نیز می تواند گنجانده شود.
عوامل مؤثر در وقوع سیلاب: بارندگی‌های شدید، ذوب برف، تغییر کاربری اراضی، سدسازی و …. در این مورد بیش از 100 فاکتور موثر در وقوع سیل از یک طرف و بیش از 100 فاکتور موثر در تجمع سیل یا سیلگری از طرف دیگر می تواند در نظر گرفته شود. تعداد فاکتورها بستگی به هدف مطالعه، حجم کار، نوع مخاطره سیل، و دامنه تحت تاثیر سیل دارد.
عواقب و خسارات سیلاب: خسارات جانی و مالی، تخریب زیرساخت‌ها، آلودگی محیط زیست و …. خسارات و تبعات حادثه سیل می تواند بسته به شرایط آسیب پذیری جامعه انسانی و همچنین برجهندگی جوامل محلی شهری و روستایی متفاوت باشد.
اهمیت تحلیل خطر سیلاب: کاهش خسارات، برنامه‌ریزی برای مدیریت بحران، بیمه و …. این تحلیل ها همچنین می تواند مبنایی برای برنامه ریزی های مختلف بودجه ریزی و اجرای برنامه های مصوب باشد.

مفاهیم پایه GIS

مبانی GIS: سیستم مختصات، داده‌های مکانی و توصیفی، پایگاه داده‌های مکانی
نرم‌افزارهای GIS: آشنایی با نرم‌افزارهای رایج مانند ArcGIS، QGIS و …
داده‌های مورد استفاده در تحلیل سیلاب: نقشه‌های توپوگرافی، کاربری اراضی، شبکه هیدروگرافی، بارندگی، خاک و … هر یک از این دیتاها را می توانید از فهرست زیر دانلود کنید.

دانلود نقشه های توپوگرافی

دانلود نقشه های کاربری

دانلود حوضه های آبخیز ایران

دانلود اطلاعات آب و هوایی از جمله بارندگی و پارامترهای آب و هوایی ایستگاه های هواشناسی

دانلود نقشه های خاک و تیپ خاک

دانلود نقشه های زمین شناسی

دانلود لایه های DEM کل کشور ایران

روش‌های جمع‌آوری و آماده‌سازی داده‌ها

جمع‌آوری داده‌های مکانی: استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، داده‌های لیدار، نقشه‌های کاغذی و …
پیش‌پردازش داده‌ها: تصحیح هندسی، هم‌پوشانی لایه‌ها، ایجاد پایگاه داده
ایجاد مدل رقومی ارتفاع (DEM): اهمیت DEM در تحلیل سیلاب، روش‌های تولید DEM
استخراج شبکه هیدروگرافی: روش‌های استخراج شبکه رودخانه‌ها و آبراهه‌ها

مدل‌سازی هیدرولیکی و هیدرولوژیکی

مدل‌های هیدرولوژیکی: مدل‌های بارش-رواناب، مدل‌های توزیع‌شده
مدل‌های هیدرولیکی: مدل‌های یک‌بعدی، دو‌بعدی و سه بعدی
کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل‌ها: اهمیت کالیبراسیون، روش‌های اعتبارسنجی

تحلیل خطر سیلاب با استفاده از GIS

پهنه‌بندی خطر سیلاب: روش‌های مختلف پهنه‌بندی (روش‌های آماری، وزن‌دهی، منطق فازی و …)
تعیین عمق و سرعت سیلاب: استفاده از مدل‌های هیدرولیکی
ارزیابی آسیب‌پذیری: ارزیابی آسیب‌پذیری زیرساخت‌ها، جمعیت و فعالیت‌های اقتصادی
تهیه نقشه‌های خطر سیلاب: نمایش گرافیکی نتایج تحلیل

کاربردهای تحلیل خطر سیلاب

برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای: تعیین مناطق مستعد سیل، تدوین طرح‌های جامع
مدیریت بحران: تهیه نقشه‌های تخلیه، برنامه‌ریزی برای امداد و نجات
بیمه: تعیین حق بیمه بر اساس خطر سیلاب
توسعه پایدار: کاهش ریسک سیلاب و افزایش تاب‌آوری

مباحث پیشرفته

تغییرات اقلیمی و سیلاب: تأثیر تغییرات اقلیمی بر شدت و فراوانی سیلاب
سیستم‌های هشدار زودهنگام: طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های هشدار
تلفیق GIS با سایر ابزارها: تلفیق با مدل‌های اقتصادی، اجتماعی و …

توجه: این سرفصل‌ها تنها بخشی از مباحث گسترده تحلیل خطر سیلاب در GIS را پوشش می‌دهند. عمق و جزئیات هر یک از این سرفصل‌ها می‌تواند بسته به سطح دانش مخاطبان و هدف دوره متفاوت باشد. برای مطالعه در خصوص آموزش گام به گام پهنه بندی در GIS روی مقاله پهنه بندی در GIS کلیک کنید.

در ادامه سرفصل های تدریس نرم افزاری تحلیل سیل در GIS آمده است.

جلسه 1