Geographical Engineering of Territory

Geographical Engineering of Territory

Flood Hazard zoning in Abr watershed, Shahroud city, in order to reduce risk using the HEC-RAC model

Authors
Somayeh Emadodin 1
Halimeh Ahmadi 2
Saleh Arekhi 1
1 Assistant Professor, Department of Geography, Golestan University, Gorgan, Iran.
2 Master's student in Environmental Hazards, Department of Geography, Golestan University, Gorgan, Iran.
10.22034/jget.2023.154398
Abstract
Identifying flood prone areas is a key step in flood risk management and flood risk zonation provides a quantity measurement of flood risk, as a result of this, it is possible to send appropriate warnings in flood danger periods and facilitate rescue operations. In this study, the floods in the Abr watershed in several return periods were studied using Arc-GIS software and HEC-RAS hydraulic model. The cross sections were derived using the digital elevation model (DEM) in Arc/GIS environment and HEC-GeoRAS extension and the obtained outputs were entered into HEC-RAS hydraulic software. Manning roughness coefficients and flood discharge with five return periods of 2, 5, 10, 25, 50 and 100-year were entered into HEC-RAS model and water surface profile was computed in flow path and flood zonation for different return periods was derived using the HEC-RAS output information through geographical information system. results showed that in most sections of floods with a return period of 5, 10, 25, 50 and 100 years, it rises above the main section of the river and spreads around the river. Also, the agricultural lands along this river have been affected by the occurrence of floods with a low return period (2 years) and this will be dangerous for the residents of this village and agricultural lands.Area of flood zones for 5, 10, 25, 50 and 100-year return periods is 375, 476, 598, 759 and 1395 square kilometer respectively.
Keywords
Flood zonation
Abr watershed
HEC-GeoRAS
HEC-RAS
GIS
Subjects
ابراهیمی پور، مرضیه؛ زیاری، کرامت الله (1397): پهنه‌بندی زمین‌های شهری در برابر خطر ناشی از سیلاب با رویکرد تاب آوری کالبدی (مطالعه موردی: رودخانه چشمه کیله)، مجله نگرش‌های نو در جغرافیای انسانی، دوره11، شماره 1،صص 56-39.
احمدی، عبدالمجید( 1398): تحلیل و پهنه‌بندی مناطق در معرض خطر سیلاب در مناطق خشک با استفاده از تحلیل‌های مکانی( مطالعه‌ی موردی: حوضه‌ی آبریز فرخی)، نشریه مطالعات جغرافیای مناطق خشک، دوره نهم، شماره سی و ششم، صص43-32.
پارسایی، عباس(1400): پهنه‌بندی سیلاب رودخانه‌ها با استفاده از نرم افزارهای HEC-RAC و GIS( مطالعه موردی: رودخانه دشت سیلاخور، استان لرستان)، نشریه علوم و فنون سازندگی، شماره2، صص102- 87.
پورنبی درزی، سمیه؛ وفاخواه، مهدی؛ رجبی، محمد رسول(1400): پهنه بندی خطر سیل با استفاده از مدل هیدرولیکیHEC-RAC و ArcGIS ( مطالعه موردی: حوزه آبخیز چشمه کیله شهرستان تنکابن)، مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره10، شماره28، صص28-15.
پناهی، رویا؛ حسین زاده، محمد حسین؛ خالقی، سمیه (1398): پهنه‌بندی مخاطره‌ی سیلاب به منظور تعیین حریم رودخانه‌ها، مجله اکوهیدرولوژی، دوره6، شماره 2‌، صص 567-553.
رضایی مقدم، محمد حسین؛  یاسی، مهدی؛ نیکجو، محمد رضا؛ رحیمی، مسعود(1397): پهنه‌بندی و تحلیل مورفولوژیکی سیلاب‌های رودخانه قره‌سو با استفاده از مدل هیدرودینامیکیHEC-RAC ( از روستای پیرازمیان تا تلاقی رودخانه اهر چای)‌، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره 25،صص15-1.
زنگنه تبار، زهرا (1395): پهنه‌بندی سیلاب با استفاده از مدل HEC-HMS(مطالعه موردی: حوضه آبریز زیلبر چای)، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشکده برنامه‌ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز. استاد راهنما: محمد رضا نیک جو.
شفیعی مطلق، خسرو؛ عبادتی، ناصر(1399): پهنه‌بندی سیلاب و شبیه‌سازی رفتار هیدرولیک رودخانه با استفاده از نرم‌افزارHECRAC( مطالعه موردی: رودخانه مارون- جنوب غرب ایران)، مجله اکو هیدرولوژی، دوره 7، شماره 2، صص 397-409.
جمال، عبدالرحیم؛ پروان، علی؛ والی زاده، داریوش؛ (1398): پهنه‌بندی خطر سیلاب در رودخانه ایرانشهر با استفاده از مدل سازی عددی دوبعدی و GIS، نشریه علوم آب و خاک( علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، شماره4، صص83-71.
محمدی، میر علی؛ محمدی، فرناز؛ فاخری فرد، احمد؛ بیژنوند، سجاد(1399): استخراج منحنی فرمان پهنه‌بندی ریسک سیلاب مطالعه موردی: رودخانه‌های باراندوزچای ارومیه، مجله هیدروژئومورفولوژی، دوره7، شماره22،  صص 108-87.
Charrier, R. and Li, Y.  (2010): Assessing resolution and source effects of digital elevation models on automated floodplain delineation: A case study forms the camp creek Watershed Missouri, Applied Geography, V.34, PP. 38-46.

Demir, V., Kisi, O. (2016): Flood Hazard Mapping by Using Geographic Information System and Hydraulic Model: Mert River, Samsun, Turkey, Advances in Meteorology PP:1-9.

13-Hudson, P., Botzen, W. J. W., Kreibich, H., Bubeck, P., Aerts, J. C. J. H. (2014): Evaluating the effectiveness of Flood Damage Mitigation Measures by the Application of Propensity Score Matching, Natural Hazards and Earth System Science, 14(7), pp. 1731-1747.

Jia, u., Wang, X., Naima, A., Hersi,M., Zhao, W. (2019): Flood-Risk Zoning Based on Analytic Hierarchy Process and Fuzzy Variable Set Theory, Natural Hazards , 20(3),PP.1-8.

John, F., England, Jr., Pierre, Y., Julien, Mark, V.  (2014): Physically-Based Extrime Flood Ferquency with Stochastic Storm Transposition and Pale Flood Data on Large Watersheds, Journal of Hydrology 510, PP. 228-245.
Maidment, D.R., Tate, E.C. (1999): Floodplain mapping using HEC-RAC and ArcView GIS (Doctoral dissertation, Center for Research in Water Resources, University of Texas at Austin (, 215P.
Markantonis, V., Meyer, V., Lienhoop, N. (2013): Evaluation of the Environmental Impacts of Extreme Floods in the Evros River Basin Using Contingent Valuation Method, Natural Hazards, 69(3), PP.1-15.
Noman, N. S, Nelson, E.J., and Zundel, A.K. (2001): Review of Automated Floodplain delination form digital terrain models. Journal of Water Resources Planning and Management 127(6), PP. 394-402.
ShahiriParsa, A. Noori, M. Heydari, M. Rashidi, M. (2016): Floodplain Zoning Simulation by Using HEC-RAS and CCHE2D Models in the Sungai Maka River, Air, Soil and Water Research, 9, pp. 55-62.
Silva, F. V. Bonuma, V., N. B. Uda, P. K. (2014): Flood Mapping in Urban Area Using Hec-Ras Model Supported by GIS, International Conference on Flood Management, 9pp.
Suriya, S. and Mudgal, B.V. (2011): Impact of urbanization on flooding: the thirusoolam sub watershed- A case study. Journal of Hydrology, V. 412-413, PP.  210-219.

Wilby, R., L., Keenan, R. (2012): Adapting to flood risk under climate change. Progress in physical Geography,36(3), PP.1-32.

Geographical Engineering of Territory
Volume 7, Issue 1 - Serial Number 15
Spring 2023
Pages 107-120

  • Receive Date 24 August 2021
  • Revise Date 11 February 2022
  • Accept Date 03 August 2022
  • Publish Date 22 May 2023