کمی‌سازی مزیت پایایی در سیستم‌های بهینه LID برای مدیریت سیلاب شهری

کد مقاله : 1354-IWWA

نویسندگان

محمدرضا مسعودی مقدم *، جعفر یزدی دانشگاه شهید بهشتی

چکیده مقاله

مناطق شهری به دلیل فشارهای هم‌افزای شهرنشینی سریع و تشدید اثرات تغییر اقلیم، با خطر روزافزون سیلاب مواجه هستند که این امر زیرساخت‌های متداول زهکشی را ناکارآمد ساخته است. اگرچه روش‌های توسعه کم‌اثر (LID) راه‌حلی پایدار ارائه می‌دهند، اما برنامه‌ریزی آن‌ها اغلب بر پایه مدل‌های بهینه‌سازی قطعی استوار است که عدم قطعیت‌های عمیق ذاتی در سیستم‌های هیدرولوژیکی را نادیده می‌گیرند. این غفلت می‌تواند به طراحی راه‌حل‌هایی منجر شود که «بهینه» اما غیرمقاوم هستند. این مقاله یک چارچوب یکپارچه ارائه می‌دهد که یک مدل کالیبره‌شده EPA SWMM را با یک الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه برای شناسایی استراتژی‌های مقرون‌به‌صرفه LID تلفیق می‌کند. نکته حائز اهمیت آن است که این چارچوب، تحلیل قطعی را با گنجاندن یک تحلیل عدم قطعیت احتمالی گسترش می‌دهد و از شبیه‌سازی مونت کارلو بر روی حساس‌ترین پارامترهای مدل برای ارزیابی عملکرد و پایایی راه‌حل‌های بهینه بهره می‌برد. نتایج، یک «مزیت دوگانه» از اجرای بهینه LID را آشکار می‌سازد. فراتر از کاهش مورد انتظار در میانگین دبی پیک سیلاب (کاهش ۴۷ درصدی برای سناریوی با عملکرد بالا)، LID ها با کاهش عدم قطعیت پیش‌بینی (انحراف معیار دبی پیک) به میزان بیش از ۶۰ درصد، به طور بنیادین پایایی سیستم را افزایش می‌دهند. این امر به کاهش قابل‌توجه ریسک سیلاب منجر می‌شود، به طوری که احتمال فراتر رفتن از یک آستانه بحرانی از ۷۵ درصد به ۱۰ درصد کاهش می‌یابد. این چارچوب ابزاری قدرتمند برای پشتیبانی از تصمیم‌گیری جهت طراحی زیرساخت‌های آبی شهری آگاهانه از ریسک، پایا و انعطاف‌پذیر فراهم می‌کند.

کلیدواژه ها

بهینه‌سازی، سیلاب شهری، LID، SWMM

وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی