باید توجه داشت روش های غیر سازه‌ای ممکن است شامل احداث سازه نیز باشند که در این حالت سازه مثل روش سازه‌ای خود جریان سیلاب را منحرف نمی‌کند بلکه برای رفع و یا کاهش خسارت اعمال می‌گردد. از مهمترین روش های غیر سازه‌ای کنترل و تقلیل خسارات سیل می‌توان به آبخیزداری، پیش‌بینی سیل، مدیریت توسعه سیلابدشت و مقاوم سازی در برابر سیل اشاره کرد. استفاده از مدلهای بارش-رواناب، مدلهای روندیابی سیل، مدلهای رگرسیونی چند متغیره، مدلهای مرکب و روش های پیش‌بینی هواشناسی در پیش بینی سیلاب معمول می‌باشد. مقاوم سازی در برابر سیل و ضد سیل سازی نیز می‌تواند از طرق مختلف مانند انتقال ساختمان، ارتفاع دهی ساختمانها، جابجایی ساختمان، ایجاد مانع در برابر سیل و حتی ضد سیل سازی به شیوه‌تر صورت پذیرد.

۲-۲-۹- کاهش خطرات سیل با ساماندهی و محافظت رودخانه
عملیات کاهش خطرات سیل به مجموعه ای از فعالیتهایی اطلاق می‌شود که برای کاهش خسارات سیل در منطقه دشت سیلابی انجام می‌گیرد، معمولاً ملاحظات و اجتماعی، زیست محیطی و توانایی‌های فنی و تخصصی در انتخاب روش از روش های مناسب برای مهار سیلاب موثر می‌باشد. این روشها در دو گروه عمده مطرح و اجراء می‌گردند. تجربیات جهانی نشان می‌دهد که ایمنی مطلق در برابر سیل غیر قابل حصول است. این امر ناشی از عدم قطعیت‌های معمول در مهندسی آب، تغییرات هیدروسیسمتها و محدودیتهای اقتصادی می‌باشد.
با افزایش جمعیت و بالا رفتن سطح زندگی، استفاده از روش های مهار رودخانه‌ها بهمنظور جلوگیری از تخریب شهرها، زمینهای کشاورزی شبکه حمل و نقل و غیره امری اجتناب ناپذیر شده است. این کار به دلیل طبیعت غیر قابل پیش‌بینی رودخانه‌ها، ساده نیست زیرا رودخانه معمولاً رسوب زیادی را با خود حمل می‌کند. تأثیر متقابل شدت جریان آب، مقدار و خصوصیات رسوب موجود درترکیب با مواد بستر، خصوصیات هندسی خاصی به هر رودخانه می‌دهد(وهابی،۱۳۷۶).
۲-۲-۱۰- مدیریت سیلاب
بسیاری از خسارات سیل قابل پیشگیری بوده و به برخورد نا آگاهانه و نامناسب فعالیت‌های عمرانی، فرهنگی و عدم پیوستگی در مدیریت سیل مرتبط می‌باشد. چه بسا اقداماتی انجام شده که با هدف کاهش خسارات، فقط سیل را از لحاظ زمانی و مکانی به منطقه دیگر منتقل می‌کند و یا عدم آگاهی و آموزش مردم در خصوص اقدامات لازم در هنگام بروز سیل کشته‌ها را چند برابر نموده است. در مدیریت بهم پیوسته سیل، توسعۀ منابع آبی و زمینی در یک حوضۀ آبریز در قالب برنامۀ مدیریت بهم پیوسته منابع آب برنامه‌ریزی می‌گردد. برای اجرایی نمودن مدیریت بهم پیوسته لازم است اجزای حوضۀ آبریز رودخانه‎ها را به عنوان سیستم‎هایی بهم پیوسته درنظر گرفت. در این راستا فعالیت‌های اجتماعی- اقتصادی، الگوهای کاربری اراضی، فرآیندهای هیدرومورفولوژیکی و غیره باید به عنوان اجزای سازندۀ این سیستم‎‌ها پذیرفته شوند و برای انواع مختلف اقدامات ممکن باید از یک طرح جامع و برنامه‌ای منسجم استفاده شود(بهروزی و همکار،۱۳۸۹).
پیشینه تحقیق
پژوهش‌های مختلفی در جهان و ایران در ارتباط با این موضوع صورت پذیرفته که می‌توان به مواردی چند اشاره نمود.
۲-۳-۱-منابع داخلی
زارع(۱۳۷۱) در مطالعه ای که با بهره گرفتن از عکسهای هوایی شهر تهران و تحلیل توپوگرافی منطقه انجام داده، از جمله علل بروز سیلاب در محدوده شهری را از بین رفتن مسیل‌های طبیعی توسط توسعه ی شهری و هم چنین گسترش شهر در بستر صغیر رودخانه و نبود سیستم دفع فاضلاب مناسب می‌داند. خلیلی زاده(۱۳۸۲) در تحقیقی با نام ارزیابی خطر و مدیریت سیل در شهر گرگان با بهره گرفتن از نرم‌افزارهای Arc view -GIS اقدام به پهنه بندی خطر سیل در طول ۵,۱۰ کیلو متر از مسیر رودخانه زیارت کرد و علاوه بر ترسیم نقشه پهنه‌های خطر سیل،مقدار خسارت ناشی از سیل را نیز برآورد کرد. رضایی مقدم و همکاران (۱۳۸۲) در بررسی کمی پیچان رودهای رودخانه آجی چای در محدوده خواجه تا ونیار به این نتیجه رسیده اند که تغییرات مورفولوژیکی رودخانه آجی چای در بازه زمانی و مکانی مورد مطالعه بیشتر متاثر از عوامل طبیعی از قبیل کاهش قدرت جریان به علت کاهش میانگین سالانه دبی آب و رسوب و لیتولوژی سست می باشد. جهانفر(۱۳۸۵) در تحقیقی به منظور تحلیل منطقی خطر وقوع سیل و شناسایی عوامل موثر بر وقوع آن در حوضه اسلام آباد غرب به کمک مدل‌های کمی و سیستم اطلاعات جغرافیایی،نسبت به پهنه‌بندی خطر سیل اقدام نموده است.
ولیزاده (۱۳۸۶)در مطالعه‌ای تحت عنوان کاربرد GIS در پهنه‌بندی خطر سیلاب اقدام به پهنه‌بندی خطر سیل در حوضه لیقوان کرده و بیان نموده که نقشه‌های پهنه‌بندی خطر سیل،اطلاعات ارزشمندی را در رابطه با طبیعت سیلاب ها و آثار آن بر اراضی دشت سیلابی ارائه می دهند.در پهنه‌بندی سیل برای کنترل کاربری و توسعه اراضی، نواحی سیلابدشت به قسمت‌هایی با خطر پذیری‌های متفاوت تقسیم می شوند.
علوی‌نژاد(۱۳۸۳) درپژوهشی تحت عنوان آشکارسازی تغییرات ژئومورفولوژی و کاربری اراضی با بهره گرفتن از تصاویر ماهواره‌ای و زمین مرجع کردن این تصاویر با بهره گرفتن از نقشه‌های توپوگرافی خورموسی و همچنین اعمال روش تفریق باندهاو تجزیه و تحلیل مولفه اصلی بر روی باندهای تفریقی جهت تولید تصاویرPCD ^[۲] واعمال روش منطق فازی بر روی هیستوگرام حاصل از این تصاویر، تغییر کاربری اراضی در منطقه خورموسی را انجام داد.
با توجه به پیشینه داخلی و خارجی ارائه شده در جهت بررسی مناطق مستعد خطر سیلاب در دوره‌های زمانی متناوب و ارائه راهکارهای مناسب جهت کنترل سیلاب‌ها که مختصری از کاربرد سیستم سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی می­باشد.
۲-۳-۲- منابع خارجی
(توماس و بنسون،۱۹۶۸) با بهره گرفتن از ۷۰ مدل، پارامتر جریان رودخانه ای و ۳۱ مشخصه حوضه‌های آبخیز به بررسی مهمترین عامل فیزیکی و اقلیمی در مدلهای منطقه ای سیلاب پرداختند. آنها نتیجه گرفتند که سطح حوضه، شاخص‌های ذخیره، مقدار نزولات جوی و شدت تواتر آنها، تبخیر و تعرق و درجه حرارت مهمترین مشخصه‌ های یک حوضه آبخیز هستند که می‌تواند در تدوین معادلات تناوب سیل حوضه نقش داشته باشند.
مطالعات و تحقیقاتی که در نشریه فنی ۹۸(سال ۱۹۶۹) چاپ شد و با بهره گرفتن از داده‌های کشور ژاپن، انگلستان و ایالات متحده انجام پذیرفت به نتایج قابل توجهی رسید. در تحقیقات مورد بحث از داده‌های مربوط به حوضه‌هایی که میزان سطوح نفوذ ناپذیر آنها بین ۷/۶ درصد تا ۵۰ درصد نوسان داشته استفاده گردیده و واکنش حوزه‌ها در برابر سیلابهایی با ادوار بازگشت ۱۰ تا ۲۰۰ سال مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این مطالعات نشان داده که اولا هر چه دوره بازگشت سیلاب طولانی تر باشد، نسبت حداکثر آبدهی سیلاب از اراضی شهری به حداکثر آبدهی همان اراضی قبل از اجرای عملیات شهرسازی به عدد واحد نزدیکتر می شود، یعنی تفاوت دو وضعیت مذکور رو به کاهش می گذارد. ثانیا در کلیه ی موارد نمی توان درصد سطوح نفوذ ناپذیر حوزه های شهری را تنها شاخص واکنش حوزه محسوب کرد زیرا عوامل دیگری چون خصوصیات فیزیکی، موقعیت مکانی و شرایط توپوگرافی تاثیرگذار است.
هیالمارسون(۱۹۸۸) برای پهنه بندی خطر سیل در مناطق آریزونای غربی و شرقی با بهره گرفتن از خصوصیات هیدرولوژیکی و ژئومورفولوژیکی، به بررسی خطر های تهدید کننده عملیات مهندسی پرداختند.
جمیز و همکاران(۱۹۸۰) ضمن برشمردن نیازهای مدیریتی به ویژه در اقالیم خشک، اقدام به پهنه‌بندی خطر سیل در ایالت یوتای آمریکا کردند و بیان داشتند که به علت تغییرات مناطق سیل گیر از سیلی به سیل دیگر،باید توجه داشت که در مناطق نقشه بندی شده،خطرها خیلی زیاد یا خیلی کم نشان داده نشود. در مطالعه دیگری که در منطقه آلبرتای ایالات متحده آمریکا در سال ۱۹۹۳ صورت گرفت، بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی به منظور بکارگیری در شبیه سازی سیل مورد ارزیابی قرار گرفت و به صورت آزمایشی در منطقه ای به وسعت ۱۱۰۰۰کیلومتر مربع و با به کارگیری GIS و روش WLC^[3] استاندارد رواناب حاصل از بارش منطقه محاسبه گردید.
لانگ و موهانتی(۱۹۹۷) با بهره گرفتن از سیستم اطلاعات جغرافیایی، در منطقه ماهانادی واقع در اوراسیای هندوستان، اقدام به پهنه‌بندی سیل کرده و مدیریت سیلاب‌ها براساس پهنه‌بندی را به منزله یک روش غیر سازه‌ای کنترل سیلاب معرفی و آن را بهینه کردند. کوریاو همکاران(۱۹۹۹) با بهره گرفتن از سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدل‌های هیدرو لوژیکی و هیدرولیکی،در دشت‌های سیلابی که با توسعه شهری همراه است و در معرض خطر سیل قرار دارند، تأثیر کنترل کاربری اراضی در کاهش خطر سیل را ارزیابی و در ادامه اقدام به پهنه بندی و آنالیز سیل کردند. یانگ و تسای (۲۰۰۰) مدلی به نام FGISرا برای پهنه بندی خطر سیلاب، محاسبات خصوصیات سیل و نشان دادن خصوصیات سیل در کشور تایوان طراحی کردند.ایشان در این مدل علاوه بر شبیه سازی دشت سیلابی، از منحنی عمق خسارت نیز برای تعیین مقدار خسارت استفاده کردند. استفان (۲۰۰۲) در تحقیقات خود به بررسی سیل‌های به وقوع پیوسته در سال‌های ۱۹۹۶ و ۱۹۹۷ در حوزه‌ی آبخیز رودخانه سنگ زرد واقع در ایالت مونتانای آمریکا پرداخت.وی همچنین برای تعیین پهنه‌های سیل رخ داده در این ۲ سال مشخصات ۲۵ مقطع را در طول یک مسیر ۱۸ کیلو متری برداشت و پهنه‌های سیل با دوره‌های بازگشت مختلف را تعیین کرد. در این تحقیق سعی بر آن است تا معیارها و ضوابط پهنه‌بندی سیلابها و تأثیر آن بر کاربری های مختلف شهری بررسی و ارائه گردد.
فصل سوم:
ویژگی‌های جغرافیایی منطقه
۳-۱- مقدمه
خصوصیات فیزیوگرافی حوضه از جمله پارامترهایی است که در مطالعات مربوط به خصوصیات اقلیمی، ژئومورفولوژی وتعیین میزان سیلاب و فرسایش حوضه آبخیز نقش بسزایی دارد. ویژگی‌های فیزیوگرافیک حوضه روی ضریب روان آب، شدت و ضعف دبی سیلاب و بیلان آبی یک حوضه تأثیر فراوانی دارد. برای مثال جهت های شمالی و جنوبی از نظر زمان ذوب برف و میزان آب معادل متفاوت بوده و قسمتهای پرشیب تأثیر زیادی در افزایش میزان روان آب دارد. به منظور شناخت هر چه بیشتر خصوصیات هیدرولوژیکی، حوضه آبخیز را به چند واحد هیدرولوژیکی تقسیم‌بندی می‌کنند به طوری که یک واحد هیدرلوژیک خود یک یا چند آبراهه را شامل می‌شود (گزارشات رویان فرانگار سیستم،۱۳۸۷).
۳-۲- موقعیت محدوده مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه در مجاورت کوه عون بن علی انتخاب گردیده که با مساحتی حدود ۵۰ کیلومترمربع در شمال شهر تبریز، که از نظر تقسیمات شهرداری کلانشهر تبریز مناطق ۱، ۵ و۱۰را شامل می شود مختصات جغرافیایی منطقه در سیستم UTMزون ۳۸N بین طول جغرافیایی ۴۶ درجه و ۱۶ دقیقه و ۲۳ ثانیه تا ۴۶ درجه ۲۵ دقیقه و ۲۵ ثانیه و عرض جغرافیایی ۳۷ درجه و ۱ دقیقه و ۴۲ ثانیه تا ۳۸ درجه ۷ دقیقه و ۱۳ ثانیه گسترده شد است.
شکل(۳-۱): نقشه موقعیت منطقه حوزه مهران رود شمالی
۳-۳- تقسیم بندی حوضه به واحد های هیدرولوژیک و بررسی خصوصیات فیزیوگرافی آنها
خصوصیات فیزیکی حوضه های آبریز را می توان به دو گروه کلی تقسیم بندی کرد که عبارتند از: خصوصیات مربوط به پستی و بلندی و خصوصیات مربوط به نفوذ پذیری. این دو ویژگی از عوامل موثر بر ایجاد رواناب و سیل می باشند. نمایه پستی و بلندی حوضه شامل سطح حوضه، شیب، الگوی رودخانه ای و نمایه نفوذ پذیری شامل توان جذب آب به داخل خاک و ذخیره رطوبت در آن می باشد(علیزاده،۱۳۸۲). با توجه به وضعیت توپوگرافی و شبکه آبراهه‌های موجود در منطقه کل حوضه به ۸ زیرحوضه مستقل به نام‌های A1، A2، A3، A4، A5، A6، A7 و A8 تقسیم‌بندی شده است. شکل­های (۳-۲) واحدهای هیدورلوژیکی منطقه مورد مطالعه را نشان می‌دهد. همچنین جدول شماره (۳-۱) برخی ویژگیهای فیزیوگرافیک حوضه را نشان می‌دهد.
مساحت حوضه غالباً برای تخمین حجم رواناب یا حداکثر دبی لحظه ای سیلابها مورد استفاده قرار می گیرد که برحسب کیلومتر مربع یا میل مربع توصیف می شوند.
محیط حوضه به طول خط تقسیم آب گفته می شود که حوضه را از حوضه های مجاور مجزا می سازد. محیط حوضه بر حسب کیلو متر یا میل سنجیده می شود.
جدول شماره (۳-۱): مساحت و محیط هر یک از واحدهای هیدرولوژیکی محدوده مطالعاتی