مهار یا کنترل سیلاب به روش هایی اطلاق میشود که به کمک آنها بتوان دبی مازاد بر کشش طبیعی رودخانه که از بستر رودخانه خارج و اراضی حاشیه رودخانه را غرقاب می کند، مهار کرد. به عبارتی دیگر مهار سیلاب شامل فراهم آوردن و بهرهبرداری از سازههایی است که اثرات تخریبی سیل را رفع یا کاهش دهد که این امر با ذخیره، محدود سازی و انحراف جریان سیلاب صورت میگیرد.
روشهای مختلفی برای مهار سیلاب در جهان متداول است که با توجه به شرایط جغرافیایی منطقه، نوع رودخانه، میزان دبی، هزینههای اجرایی و سایر عوامل میتوان یک یا تلفیقی از چند روش را برای کنترل سیلاب رودخانهها، بررسی و نتیجه را با یکدیگر مقایسه کرد.
در مطالعات کنترل سیلاب رودخانهها به دلیل متغیر بودن شرایط توپوگرافی، مورفولوژیکی و هیدرولیکی در طول رودخانه، استفاده از یک روش مشخص و واحد برای کنترل و جلوگیری از سرریزی سیلاب مازاد از سواحل رودخانه معقول و اصولی به نظر نمیرسد. چه بسا اتفاق میافتد که یک روش کنترل سیلاب در یک یا چند منطقه قابل اجرا باشد اما برای مناطق دیگر که دارای شرایط متفاوت هستند، به لحاظ اجرایی امکانپذیر نباشد. بنابراین اعمال هرگونه تغییر در شرایط طبیعی و متعادل رودخانه به منظور مهار سیلاب آن، باید با توجه به شرایط خاص حاکم بر رودخانه در همان منطقه باشد.
بطورکلی روش های مهار سیلاب به 2 دسته روش های سازهای و روش های غیرسازهای تقسیمبندی میشوند.
روش های غیرسازهای در واقع شامل نوعی اعمال مدیریت ویژه بر سیلابدشتها بوده و مطالعه این روش در کل حوضه آبریز بصورت جامع صورت میگیرد. این روش ها شامل وضع و اجرای قوانین و مقررات درباره چگونگی استفاده از سیلابدشت، منطقهبندی اراضی براساس شدت سیلگیری آنها و اعمال سیاست های بیمه و بیمهگذاری، پیشبینی طغیانها و تعبیه سیستمهای هشدار دهنده (Flood Warning systems) است.
روش های غیرسازهای برای اثر بخشی نیاز به زمان داشته و بیشتر برای قسمت های انتهایی حوضههای بزرگ و رودخانههای با طول زیاد موثر خواهند بود. همچنین برای کسب نتیجه مناسب نیاز به مشارکت مردمی و آموزشهای درازمدت در این زمینه است.
در روش های سازه ای، مهار و کنترل خسارات ناشی از سیلها، با احداث تاسیسات و سازههای کنترل سیلاب انجام گرفته و شامل روش هایی از قبیل حفر کانالهای کمکی یا زهکشهای کمربندی، هدایت و انحراف سیلاب، ساخت سدهای مخزنی یا تاخیری با هدف کنترل سیلاب، احداث خاکریزهای طولی ساحلی و دیوارههای سیلبند و اصلاح مسیر و بهسازی مقطع رودخانه است.
همانطور که اشاره شده یکی از روشهای سازهای مهار و کنترل خسارات ناشی از سیلابها، احداث سدها است. استفاده از مخازن سدها برای ذخیره آب و کنترل سیلاب سابقه چند هزار ساله دارد و بسیاری از قدیمیترین سدهای جهان به منظور کنترل سیلاب ساخته شده اند. برای مثال سد «کفرا» در مصر در 4600 سال پیش به منظور کنترل سیلاب احداث شده است.
احداث سد برای تأمین هدف کنترل سیلاب به دو صورت امکان پذیر است:
الف- احداث سد مخزنی با هدف ذخیره سیلاب، کاهش پیک سیلاب و تنظیم و کنترل دبی خروجی
ب- احداث سد تأخیری با هدف کاهش پیک سیلاب و افزایش زمان تمرکز
اختلاف اساسی بین این دو روش آن است که سد تاخیری با رها کردن مقداری از سیلاب از میان یک یا چند گشودگی ثابت و دائمی عمل می کند، حال آنکه سد مخزنی با هدف تنظیم سیلاب به کمک دریچههای قابل تنظیم، دبی سیلابی را کنترل میکند. مزیت عمده سد مخزنی نسبت به سد تأخیری قابلیت تطبیق عملیات بهره برداری با شرایط سیل آن است. این سدها که ذخیره و مهار سیلاب را بر عهده دارند، قادرند تمام یا بخشی از حجم سیل را از حرکت بازداشته و بطور موقت در مخزن سد ذخیره و پس از آن بتدریج با دبی مناسب تخلیه کنند. با توجه به هزینههای قابل ملاحظه احداث سدهای مخزنی، ضرورت دارد هزینههای مستقیم این روش با روشهای کنترل سیلاب در دشت یا روشهای دیگر مورد بررسی قرار گیرد.
احداث سدها برای مهار سیلاب در مواردی مطرح میشود که ساخت سدی در بالادست یک مرکز سیلگیری، از نظر اقتصادی و اجتماعی بر روشهای کنترل در پاییندست سد برتری داشته باشد.
سدهای تاخیری، تاثیر مستقیم و سریع بر روی سیلاب میگذارند. ظرفیت خروجی یک سد تاخیری با مخزن پر، باید برابر حداکثر ظرفیتی باشد که میتواند از پاییندست رودخانه عبور کند. این سدها بیشترین کارایی را در حوضههای کوچک با شیب تند دارند. از جمله موارد استفاده بهینه از این سدها میتوان در ایالت اوهایو امریکا اشاره کرد. در این ایالت اراضی پاییندست سدهای تاخیری برای کشاورزی مورد استفاده قرار میگیرند و بندرت دچار آبگرفتگی میشوند و البته مجوز ساخت و ساز و تاسیسات در این زمین ها داده نمیشود.
در طراحی سدهای تاخیری باید توجه شود که ساخت این سدها موجب همزمانی سیلاب های مختلف و افزایش سیلاب در پاییندست نشود.
برای حوضههای کوچک افزایش سیلاب در اثر ساخت سدهای تاخیری بسیار غیرمحتمل است و در حوضههای بزرگ با سر شاخههای متفاوت این احتمال افزایش مییابد. به عبارتی میتوان گفت سدهای تاخیری برای حوضههای آبریز کوچک و سدهای مخزنی برای حوضههای بزرگ مورد استفاده قرار میگیرند.
سدهای مخزنی اغلب چند منظوره بوده و اهدافی چون آبیاری، تولید برق، تامین آب شرب و مهار سیلاب به منظور حفاظت مناطق پاییندست و کاهش خسارت به محصولات کشاورزی را دارند. در رودخانههای فصلی کارایی مخازن سدهای چند منظوره برای کاهش پیک سیلاب به نحو قابل ملاحظهای افزایش مییابد. بهرهبرداری از سد مخزنی به منظور مهار سیلاب با کاهش حداکثر سیلاب به ظرفیت گذردهی ایمن رودخانه در پاییندست صورت میگیرد و سیلاب ذخیره شده با توجه به زمان وقوع آن یا بتدریج رها میشود و یا در صورت امکان (پایان فصل سیلاب ها) برای مصارف آبیاری و تولید برق ذخیره می شود.
در صورت خالی بودن مخزن سد به علت مصارف در تابستان و آبیاری، در شروع سیلاب این مخازن دارای حجم قابل ملاحظهای برای کنترل سیلاب هستند. برای مثال سد درودزن در سیلاب آذر ماه 1365 با دوره بازگشت چند صد ساله به علت خالی بودن مخزن، سرریزی نداشت. همچنین میتوان به تجربه بسیار موفق کنترل سیلاب با ساخت سدهای مخزنی در ژاپن اشاره کرد. در این کشور 50 درصد جمعیت آن در دشت های سیلابی زندگی میکنند و 75 درصد دارایی آنها در این مناطق واقع شده است و یا میتوان به کشور امریکا اشاره کرد که اکنون 30 درصد حجم مخازن سدهای امریکا به کنترل سیلاب تخصیص داده شده است.
در سد «نایت ویله» (Knightville) در ماساچوست بر روی رودخانه «هیودسن» (Hudson) که چند منظوره بوده و بیشتر برای تنظیم و تامین نیروی برق مورد استفاده قرار میگیرد، مقداری از حجم مخزن به کنترل سیلاب اختصاص داده شده است. مخزن این سد در هنگام سیل با توجه به آمار هواشناسی و پیش بینیهای صورت گرفته و برفسنجی خالی نگه داشته شده (با توجه به شرایط اقلیمی و میزان برف مشخص بوده که مخزن دوباره پر خواهد شد) و در هنگام سیل برای ذخیره سیلاب و کاهش پیک آن مورد استفاده قرار میگیرد.
همچنین در کشور چین از سال 1950 تا 1990 بیش از 22 هزار سد بزرگ (50 درصد سدهای بزرگ جهان) و 63 هزار سد کوچک ساخته شده است. یکی از مهمترین اهداف این سدها کاهش پیک سیلاب است. سدهای مخزنی ساخته شده در چین عملکرد بسیار چشمگیری در کاهش قابل ملاحظه پیک سیلاب های بزرگ (تا 1000 ساله) داشتهاند.
در سدهای چند منظوره برای تضاد منافع مهار سیلاب با تولید انرژی برقابی و یا ذخیرهسازی آب، مدل بهرهبرداری بهینه بکار گرفته میشود. با این وجود در صورت وجود مدل مناسب و کارای پیشبینی هشدار سیلاب، دستیابی توام به اهداف مهار سیلاب و تولید بیشتر انرژی برقابی امکان پذیر می شود که در کشورهای چین و کره به انجام رسیده است.
به عنوان نمونه میتوان به سد برقابی «هانگلانگ» Hunglong)) که در چین واقع شده اشاره کرد. سیلاب طراحی این سد 500 ساله و سیلاب ایمنی آن پنج هزار ساله است. طراحی سد به صورتی انجام گرفته که تراز مخزن سد را میتوان در صورتی که زمان پیش هشدار سیل حدود سه ساعت باشد، 2 متر کاهش داد. در سیل سال 1989 در اثر استفاده از سیستم پیشبینی سیلاب نه تنها کاهش قابل ملاحظه دبی در پایین دست ممکن شد، بلکه چهار میلیون کیلو وات ساعت برق اضافی تولید شد. همچنین در سیل سال 1992 سیلاب با دوره بازگشت 100 ساله به میزان 80 درصد کاهش یافت. به عبارتی مدلهای پبشبینی کارا و بهرهبرداری مناسب میتواند تضاد مهار سیلاب با تولید انرژی برقابی را برطرف کند.
در نهایت میتوان نتیجه گرفت گزینه ساخت سدهای مخزنی و تاخیری در صورت پیشبینی و در نظر گرفتن ملاحظات در هنگام جانمایی و طراحی آنها، با توجه به همه اهداف و مزایا و معایب آنها از نظر تولید برق، مهار سیلاب، شرایط گذردهی رودخانه در پاییندست، تغییر در اکوسیستم و وضعیت محیط زیست منطقه و ... میتواند به عنوان یکی از روشهای مفید و تاثیرگذار بر کنترل سیلاب و کاهش تلفات جانی و خسارات مالی مورد توجه قرار گرفته و در مطالعات ساماندهی و طرح های کنترل سیلاب رودخانه مورد استفاده قرار گیرد.
-----------------------------
** کارشناس گروه مهندسی رودخانه