سدها جزو مهم‌ترین سازه‌های هیدرولیکی می‌باشند که معمولا به صورت چند منظوره ساخته می‌شوند. یکی از اهداف احداث سدها کنترل سیلاب است و برای این منظور قسمتی از حجم مخزن برای کنترل سیلاب در نظر گرفته می‌شود البته به دلیل اینکه هزینه ساخت سد با افزایش ارتفاع آن به شدت افزایش می‌یابد برای کاهش هزینه سد و همچنین استفاده بیشتر از حجم، دریچه‌هایی را بر روی بدنه یا روی سرریز تعبیه می‌کنند که هنگام وقوع سیل با الگوی زمانی که برای اداره کردن این دریچه‌ها مشخص می‌کنند، سیل ورودی به مخزن کنترل می‌شود. در این تحقیق سعی شده است با بهره‌گیری از مدل‌های شبیه‌سازی مختلف (مدل‌های بارش- رواناب و مدل هیدرولیکی روندیابی سیل) و تلفیق آنها با یک مدل بهینه‌سازی (برنامه‌ریزی پویا) سیاستی جهت کنترل و کاهش خسارت ناشی از سیل ارایه شود. مدل مدیریتی سیلاب ترکیبی از مدل روندیابی جریان تک‌بعدی غیردائمی مدل بارش رواناب، مدل کنترل دریچه، نمایشگرهای گرافیکی و یک نرم‌افزاری است که به صورت ساده در ارتباط با کاربر می‌باشد. روندیابی جریان غیر دائمی مدل با استفاده از مدل DWOPER انجام می‌شود. در تخمین میزان رواناب ناشی از بارش و بدست آوردن هیدروگراف سیل ورودی به مخزن از مدل HEC-1 استفاده شده است. در مدل کنترل دریچه با استفاده از یک مدل برنامه‌ریزی پویا و تلفیق آن با مدل DWOPER، میزان خروجی در هر بازه زمانی به گونه‌ای تعیین می‌شود که خسارت ناشی از سیل در محل خسارت کمینه شود. استفاده از یک مدل روندیابی برای محاسبه ارتفاع آب و میزان دبی در محل خسارت و لحاظ کردن اثر استهلاک طغیان در مسیر رودخانه می‌تواند یک نوآوری در این زمینه محسوب شود. مدل‌های گرافیکی و نرم‌افزار تهیه شده، اجازه کنترل اطلاعات در هر مرحله را به کاربر می‌دهد که در نهایت بک خروج به صورت برنامه زمان‌بندی کنترل دریچه‌های روی سرریزی یا دریچه‌های دیگر به اپراتور دریچه ارایه می‌شود.
با توجه به شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک ایران و بروز مشکلات عدیده‌ای چون کم آبی در بسیاری از مناطق کشور، حفاظت خاک و آبخیزداری از سازنده‌ترین راهکارها برای مقابله با خشکسالی است.
به نقل از ایسنا، آبخیزداری یکی از شیوه‌های نوین حفاظت آب و خاک، مهار و پخش سیلاب‌ها است که باعث کنترل سیلاب‌های مخرب و نفوذ آب به داخل سفره‌های آب زیرزمینی می‌شود.
راهبرد اساسی کنترل سیلاب به تغذیه سفره‌های آب کمک می‌کند و موجب می‌شود که قنات‌ها، چشمه‌ها و چاهها با تولید آب بیشتر بتواند زمین‌های کشاورزی بیشتری را به زیر کشت برده و در تولید محصولات غذایی بیشتر، نقش مهمی را ایفاء کنند.
این شیوه به ویژه در مناطق خشک، نیمه خشک و حواشی کویر که معمولا هر از گاهی با جاری شدن سیلاب‌های مخرب با دبی لحظه‌ای بالا، مواجه هستند ، بسیار مؤثر و راهگشا است.
یکی از ویژگی‌های سرزمین‌های خشک (نظیر ایران) دارا بودن و زیست بوم‌های ناپایدار است که درصورت خسارت دیدن ، احیای آنها بسیار دشوار است.
بهره‌برداری از این گونه زمین‌ها، در دوره‌های خشکسالی، همانند دوره‌های فر اوانی رطوبت، نتایج مصیبت‌باری برای گیاهان، جانواران، خاک و ساکنان به همراه دارد که با توجه به شرایط اقلیمی ایران، پیش‌بینی می‌شود تا بیست سال آینده کشور ما نه تنها مرحله تنش و فشار ناشی از کم آبی را تجربه می‌نکند بلکه با کاهش سرانه آب تجدید شوند.
قطعا یکی از راههای کاهش و مهار بحران کمبودهای آب، پرداختن به آبخیزداری است که به عنوان مدیریت علمی، ضمن توجه به مسایل اقتصادی ـ اجتماعی، حفظ منابع آب و خاک در حوزه‌های آبخیزداری، از علوم و تجربیات مختلف بهره‌گیری می‌کند، بدون آن که نقش مردم از نظر دور بماند، به طوری که برنامه‌های حفاظت خاک و آبخیزداری هم سو با توسعه پایدار و با اعمال مدیریت مسوولانه بر منابع، علاون بر نیازهای امروز به منافع آینده نیز توجه دارد که در این راستا استفاده از دانش و اطلاعات فراهم آمده از طریق پژوهش‌های علمی و تلفیق آنها با علوم طبیعی، آموزش، فرهنگ، ارتباطات و علوم اجتماعی از اهمیت و حساسیت ویژه برخوردار است.
یکی از معضلات مهم اقتصادی و اجتماعی کشورهای در حال توسعه، به ویژه آنهایی که زیست بوم‌های شکننده و حساس بیابانی و یا کوهستانی دارند، فرسایش خاک و تخریب آبخیزها است که این پدیده اغلب ناشی از تعرض ظاهری فعالیت‌های عمرانی با حفظ محیط زیست و منابع طبیعی است.
در مفهوم حفاظت خاک و آبخیزداری دو اصطلاح مهم « توسعه پایدار» و «بهره‌وری» نهفته است.
به گزارش ایسنا، با توجه به زیان‌های بسیار اقتصادی و اجتماعی ناشی از فرسایش خاک و جریان سیلاب‌های ویرانگر غیر طبیعی ناشی از تخریب آبخیزها که آثار زیان‌بار فراوان در بخش‌های مهم عمرانی و اقتصادی کشور، از قبیل کشاورزی، دامداری، آب و برق، راه و ارتباطات ، مسکن و منابع طبیعی و ... به جای می‌گذارد، روشن است که اگر بخواهیم سرمایه‌گذاری‌های هنگفت دولت در این زمینه‌ها به توسعه دراز مدت ، مستمر و پایدار اقتصادی بیانجامد ، باید برنامه‌های حفاظت خاک و آبخیزداری را به عنوان زیربنای اقدامات در جهت توسعه پایدار گسترش داد.
از سوی دیگر بهره‌وری کامل از سرمایه‌گذاری مالی و نیروهای انسانی و منابع اقتصادی کشور از قبیل اراضی زراعی، جنگلی و مرتعی، سدهای بزرگ، راهها و غیره جز با اجرای طرح‌های اصلاح کاربری اراضی، حفاظت خاک، کنترل سیلاب و غیره در قالب «طرح‌های آبخیزداری» حاصل نمی‌شود.
آبخیزداری چیست؟
آبخیزداری، شامل مدیریت و بهره‌برداری هماهنگ و قانونمند منابع طبیعی ، کشاورزی، اقتصادی ـ اجتماعی یک آبخیز می‌باشد، مشروط بر آن که منابع آب و خاک به خوبی حفظ شده و سیر منفی نداشته باشند.
آبخیزداری از نظر برنامه‌ریزی، یکی از جدیدترین روش‌های برنامه‌ریزی است که بر اساس نگرش و برنامه‌ریزی سیستمی و تکاملی ، انجام شده و از ویژگی‌هایی چون جامع نگری و دور اندیشی برخوردار است.
بر اساس این گزارش ، فائو آبخیزداری را فرایند فرموله کردن و اجرایی یک رشته اقدامات شامل ایجاد تغییرات ضروری در منابع طبیعی، کشاورزی و انسانی آبخیزداری دستیابی به اهداف مورد نظر با توجه به عوامل اقتصادی - اجتماعی و سازمانی مؤثر در آبخیز تعریف کرده است.
به عبارت دیگر آبخیزداری علمی است که در طول زمان ثابت کرده اگر به شکل مناسب مورد توجه مسوولان قرار بگیرد، این توانایی را دارد تا بسیاری از معضلات اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی کشورها را مهار کند.
آبخیزداری در ایران :
پیش از سال 1339 آبخیزداری در ایران از جایگاه چندانی برخوردار نبوده اما در این سال به دنبال گزارش کارشناسان FAO ، آبخیزداری در ایران مورد توجه کارشناسان قرار گرفت.
به طوری که نخستین برنامه آزمایشی حفاظت خاک در حوزه فرعی سیراچال، از آبخیز سد کرج، در مساحت 600 هکتار به مرحله اجرا در آمد.
وضعیت موجود در حوزه‌های آبخیز کشور:
به گزارش ایسنا، از نظر طبیعی کشور ایران به شش حوزه کلان، 30 حوزه آبخیز اصلی (سفید رود، کرخه، کارون ، اترک و غیره) و 1018 حوزه آبخیز فرعی (کرج، الموت رود، طالقان رود و ....) تقسیم شده است.
از مجموع 164 میلیون هکتار مساحت حوزه‌های آبخیز کشور، حدود 90 تا 95 میلیون هکتار آن مربوط به مناطق کوهستانی و شیبدار و حدود 69 تا 74 میلیون هکتار آن مربوط به مناطق کم شیب و دشت‌ها است.
بر اساس این گزارش حدود 91 میلیون هکتار از عرصه‌های حوزه‌های آبخیز (5/55 درصد از سطح کشور) سیل خیز است که این عرصه‌ها در تولید روان آب سطحی نقش دارند، به طوری که سالانه بیش از 22 میلیارد متر مکعب روان آب مستقیم و سریع تولید می‌کنند که در تشدید فرسایش و ایجاد سیلاب‌های مخرب مؤثر بوده و در شرایط موجود حدود 42 میلیون هکتار از سطح کشور (معادل 46 درصد) دارای شدت سیل خیزی متوسط تا خیلی زیاد است.
همچنین به دلیل تخریب جنگل‌ها و مراتع، ساخت و سازهای بی‌رویه، فرسایش آبی در سطح کشور طی سه دهه اخیر روند افزایشی داشته که در سطحی معادل 125 میلیون هکتار (2/76 درصد از کل کشور) صورت می‌گیرد که خارج از مدت طبیعی آن است و به دلیل تشدید فرسایش خاک و افزایش سیل خیزی، میزان رسوب دهی حوزه‌های آبخیز روند افزایشی داشته و معادل 236 میلیون متر مکعب در سال برآورد شده است.
از منظر دیگر با توجه به شرایط اقلیمی خاص ایران، شاهد مشکلات عدیده‌ای نظیر کم آبی است که با تشدید روند فرسایش، میزان نفوذ پذیری خاک و در نهایت روان آب‌های سطحی مخرب افزایش می یابد.
در این حالت حدود شش میلیارد متر مکعب بر حجم روان آبی مستقیم اضافه شده و غالبا غیر قابل استفاده است، در حالی که با برنامه‌ریزی و مدیریت آبخیز داری و تقویت دبی پایه رودخانه‌ها، با بهره‌برداری از حداقل 30 درصد این حجم آبی ، می‌توان 180 هزار هکتار اراضی زراعی را آبیاری کرد.
GIS:Geography Information System
یک نرم افزار تلفیق گر به طور عام است که در منابع طبیعی و آبخیزداری نیز کاربرد دارد.
این نرم افزار می تواند به عنوان یک تلفیق گر با دقت بسیار بالا عمل کند. Arc view
معمول ترین و شناخته شده ترین نرم افزار دراین زمینه به شمار می رود.
یک متخصص در رشته آبخیزداری می تواند برحسب نیاز وعلاقه در تمام مطالعات فوق صاحب نظر باشد. لازم به ذکر است ارزیابی اقتصادی طرح در قسمت مطالعه اقتصادی می باشد که در آن به توجیح اقتصادی طرح پرداخته می شود.